Содержание к диссертации
Введение
1. Проблема облесения в антропогенно-меловых ландшафтах 9
1.1 Причины исчезновения лесов на меловых обнажениях и перегнойно-карбонатных почвах 9
1.2 Антропогенный фактор формирования техногенных ландшафтов 12
1.3 Лесокультурный опыт создания насаждений в антропогенно-меловых ландшафтах 16
Выводы 26
2. Программа и методики исследований 28
2.1 Объекты и объем исследований 28
2.2 Методика работ 30
3. Природно-климатическая характеристика района исследования 32
3.1 Климат 33
3.2 Рельеф 35
3.3 Почвы 36
3.4 Гидрология и геологическое строение 38
4. Лесорастительные свойства перегнойно-карбонатных почв и меловых горных пород 41
4.1 Водно-физические свойства 41
4.2 Агрохимическая характеристика 53
4.3 Естественное зарастание 57
5. Повышение лесорастительного потенциала мело-мергельных горных породе карьерно-отвальном ландшафте 61
5.1 Гранулометрический состав техногенных почв 62
5.2 Динамика влажности 71
5.3 Динамика твердости 76
5.4 Динамика агрохимических свойств 84
6. Современное состояние насаждений в антропогенно-меловом ландшафте 95
6.1 Лесные культуры на.перегнойно-карбонатных почвах 95
6.2 Лесные культуры на техногенных почвах 116
6.2.1 Состояние лесных культур на начальных этапах роста и развития 117
6.2.2 Современное состояние насаждений 123
6.2.3 Особенности роста лесных насаждений 134
6.3 Целевое назначение облесения антропогенно-меловых ландшафтов 147
7. Экономическая эффективность 157
Выводы 164
Рекомендации производству 166
Список использованных источников 169
Приложение 183
- Лесокультурный опыт создания насаждений в антропогенно-меловых ландшафтах
- Природно-климатическая характеристика района исследования
- Гранулометрический состав техногенных почв
- Состояние лесных культур на начальных этапах роста и развития
Введение к работе
Актуальность исследований обусловлена решением проблем связанных с региональным природопользованием. оптимизацией ландшафтно-экологической обстановки, воспроизводством и охраной природных ресурсов антропогенно-мелового природно-территориального комплекса. За последние 200 лет произошло существенное уменьшение лесистости ЦЧО с 13% до 7,9%. В связи с возросшим антропогенным влиянием особенно резко происходит исчезновение лесных насаждений произрастающих на землях, представленных карбонатными почвами и выходами меловых обнажений, В настоящее время площадь этих земель превысила 2 млн. га (Михно, 1993). Кроме того, в связи с развитием рабохпо добыче полезных ископаемых на территории ЦЧО за последнее время сформированы техногенные ландшафты, лишенные древесной растительности на площади свыше 20 тыс, га, причем площадь их непрерывно возрастает.
Тема исследований соответствует международным соглашениям в области охраны окружающей среды, сохранения лесов, устойчивого развития лесного сектора (Конференция ООН по окружающей среде и развитию, 1991; Лесные принципы, 1993), а так же Российским решениям (Концепция устойчивого управления лесами РФ, 1996; Основы политики РФ в области развития науки и технологии на период до 2010 года и дальнейшую перспективу, 2002).
Работа выполнена в рамках госбюджетной темы кафедры лесных
культур, селекции и семеноводства Воронежской государственной
лесотехнической академии «Облесение антропогенно-меловых
лесокультурных и карьерно-отвальных ландшафтов ЦЧО» (№ госрегистрации 01.2.00105348), Федеральной целевой программы «Интеграция науки и высшего лесотехнического образования.
Инновационная деятельность на предприятиях лесного комплекса»(№ госрегистрации 01.2.00103888).
Цель и задачи исследования.
Целью данной работы является оценка влияния лесорастительных условий на рост лесных культур в антропогенно-меловых ландшафтах, уточнение ассортимента древесных пород для данных условий с учетом целевого назначения насаждений.
Задачи :
исследовать лесорастительный потенциал перегнойно-карбонатных и техногенных почв;
определить возможности повышения лесорастительного потенциала техногенных почв;
- изучить динамику изменений лесорастительных условий техногенных
почв;
установить особенности роста, развития и продуктивности лесных культур;
предложить уточненный ассортимент древесных пород для создания насаждений различного целевого назначения в лесокультурном и карьерно-отвальном ландшафтах;
разработать рекомендации по созданию лесонасаждений в антропогенно-меловых ландшафтах.
Методы исследований.
Использованы методики, включающие анализ и обобщение показателей, характеризующих лесорастительные свойства зональных перегнойно-карбонатных и техногенных почв по водно-физическим и агрохимическим свойствам. Применены современные методики, позволяющие произвести анализ роста, состояния и продуктивности насаждений, математическую статистику и компьютерные программы. Научная новизна:
- подтверждена возможность повышения лесорастительного потенциала
меловых карьерно-отвальных ландшафтов путем формирования
искусственных техногенных почв посредством нанесения на поверхность меловых и мело-мергельных отвалов слоя песчаных отложений, четвертичного суглинка или гумусированного слоя почвы различной мощности (Деденко, 2006);
- установлены изменения водно-физических и агрохимических свойств
почвы в лесных культурах за 30 летний период (Деденко, 2006);
- изучены особенности роста лесных культур (Деденко, 2002, 2005);
- предложен уточненный ассортимент древесных пород для создания
насаждений различного целевого назначения и структура использования
антропогенно-мелового ландшафта для облесения (Деденко, 2006).
Практическое значение.
Установлены основные количественные показатели лесорастительных свойств перегнойно-карбонатных и техногенных почв. Искусственное моделирование лесорастительных условий поверхности меловых и мело-мергельных отвалов позволяет создавать лесные насаждения с учетом целевого назначения и прогнозировать их биологическую устойчивость.
Результаты исследований внедрены в производство и могут быть использованы при проектировании лесовосстановительных работ по облесению перегнойно-карбонатных почв с близким залеганием мела и рекультивации техногенных почв в карьерно-отвальных ландшафтах.
На защиту выносятся :
- оценка лесорастительных условий перегнойно-карбонатных и
техногенных почв;
повышение лесорастительпого потенциала искусственно сформированных техногенных почв на поверхности мело-мергельных отвалов;
- состояние и рост лесонасаждений в лесокультурном и карьерно-
отвальном антропогенно-меловом ландшафте и рекомендуемый ассортимент
древесных пород.
Личный вклад.
Автором сформулированы цель и задачи исследований. В течение 2003-2006 гг. проведены теоретические и экспериментальные исследования, выполнен анализ полученных данных, сформулированы выводы, разработаны рекомендации по облесению техногенных и перегнойно-карбонатных почв с близким залеганием мела.
Апробация и публикации работы.
Результаты данной работы внедрены в производство при создании лесных насаждений: на техногенных почвах бывшего Щигровского фосфоритного рудника и ОАО «Лебединский ГОК» КМА (ФГУ Щигровский лесхоз АЛХ Курской области, ФГУ Старооскольский лесхоз АЛХ Белгородской области); на зональных перегнойно-карбонатных почвах с близким залеганием мела (ФГУ Острогожский лесхоз АЛХ Воронежской области).
Основные положения и результаты исследований доложены на Всероссийских, и международных научно-практической конференциях: «Интеграция науки и высшего лесотехнического образования, инновационная деятельность на предприятиях лесного комплекса» (Воронеж, 2002); «Последствия открытых горнорудных разработок на растительные ценозы в бассейне КМА» (Воронеж, 2003); «Проблемы и перспективы лесного комплекса (Воронеж, 2005); «Оптимизация ландшафтов зональных и нарушенных земель» (Воронеж, 2005); «Наука и образование на службе лесного комплекса» (Воронеж, 2005); «Черноземы России: экологическое состояние и современные почвенные процессы» (Воронеж, 2006). На Международной конференции « Устойчивое развитие: природа - общество -человек» (Москва, 2006) на конкурсе «Рациональное природопользование и охрана окружающей среды - стратегия устойчивого развития России в XXI веке» статья отмечена дипломом Министерства природных ресурсов.
По материалам диссертации опубликовано 10 работ.
Структура и объем диссертации.
Диссертация изложена на 200 страницах машинописного текста и включает введение, 7 разделов, выводы, рекомендации производству, приложение. Список литературы содержит 146 наименований, в т. ч, 4 на иностранных языках. Текст иллюстрирован 31 табл. и 33 рис.
Лесокультурный опыт создания насаждений в антропогенно-меловых ландшафтах
Сложность лесоразведения на зональных перегнойно-карбонатных почвах с близким залеганием мела определяется целым рядом специфических особенностей связанных с повышенным содержанием углекислого кальция, малой мощностью почвенного профиля, агрохимическими и водно-физическими свойствами. Для успешного лесоразведения учёными изучается не только растения на меловых обнажениях и карбонатных почвах, но и микроклиматические условия ландшафтов с меловым субстратом,
Меловые ландшафты характеризуются своеобразием микроклимата, формирование которого находится в тесной зависимости от зональных климатических условий, ландшафтно-типологических особенностей.
Общие закономерности формирования микроклимата и методы микроклиматических исследований нашли освещение в работах многих исследователей {Сагюжникова, 1950; Гольберг, 1957; Сеттон, 1958; Романова, 1977; Кондратьев, Пивоварова, Федорова, 1978; Хромов, 1983; Щербань, 1985 и др.). Меловые обнажения обладают высокой отражательной способностью солнечной радиации. По данным С. И. Костина, Т. В. Покровской (1953) альбедо мела достигает 40...45%.
Н. Ф. Комаровым (1933) на основании проведенных исследований впервые были получены данные, свидетельствующие о том, что меловой субстрат характеризуется большей влажностью и более низкими температурами, чем темноцветные почвы. Наблюдения за температурными условиями меловых обнажений и темноцветных почв, сформировавшихся на близко залегающих продуктах выветривания мела (попелухах), позволили ему сделать вывод, что температура темноцветной почвы по сравнению с температурой неразвитой меловой щебенистой почвы выше в поверхностном слоена 3,1 и на глубине-на 3,7.
Мел принадлежит к числу горных пород, обладающих достаточно высокой влажностью. Влажность мела достигает 40%, а мергеля - 36% (Сероштан, Селезнев, Чистяков, 1975). Влажность даже сухого мела и мергеля соответственно составляет 10,..15%.
Важную роль в формировании микроклиматических условий территории представленной меловым субстрашм или персп-юйно-карбонатной почвой играет степень расчленённости рельефа, различия экспозиции и крутизны меловых склонов, а, следовательно, неравномерное увлажнение меловых обнажений, что влияет на рост и развитие лесных культур. Наибольшее увлажнение присуще днищам ложбин стока и карстовых форм рельефа. В зимний период в пределах рассматриваемого региона меловые склоны южной экспозиции мало получают осадков. Меловые склоны северо-западной экспозиции получают значительно меньше зимних осадков, чем склоны юго-восточной экспозиции. Так, в ЦЧО среднее значение коэффициента снегонакопления для меловых балочных склонов северо-западной экспозиции составляет 0,6, а юго-восточной - 2,3 (Михно, 1993). Из выше изложенного следует, что роль литологии меловых пород в формировании и распределении растительности исключительно многогранна. Физико-химические свойства мелового субстрата создают своеобразную обстановку для обитаний растений. Расі ительность очень чутко реагирует на тексіурные особенности, механический состав, характер денудации, химическую чистоту, способность удерживать влагу, высокую отражательную способность и низкие температуры меловых пород. В зависимости от сочетания этих факторов и местных физико-географических условий создается особая эдафическая среда, соответствующая определенным видам растений, требующим для своего развития повышенных доз кальция.
Исследованиями лесорастительных условий выявлена тесная зависимость флоры от характера обнажений и устанавливается смена растительности, происходящая в процессе зарастания мелового обнажения, а так же связь процесса зарастания мелового обнажения с процессом почвообразования на нём (Дубянский, 1903). Д. И. Сакало (1963) развивая идеи Г. И. Танфильева, Б. Б. Полынова и А. И. Перельмана в своих исследованиях приходит к заключению, что «формирование кальцефильной растительности Ввразии связано только с геохимическим ландшафтом, в котором типоморфным элементом выступает кальций». Действительно, потребность кальцефилов в карбонате кальция неоспорима и является важнейшим условием их эволюции, о чем свидетельствует тот факт, что эти растения могут использовать для процессов фотосинтеза углекислый газ бикарбонатов кальция, поступающий к ним через корневую систему, Некоторые исследователи кальцефильной флоры связывают её богатство с химической чистотой меловых пород. Так, В. Н. Двуреченский, А. Я Григорьевская (1985), следовали взглядам Б. Ф. Кашменского (1906), и считали, что представители меловой флоры весьма избирательно относятся к химической чистоте карбонатных грунтов, предпочитая загрязненным мелам чистые меловые субстраты, где кальций хорошо доступен для растений и в необходимом количестве усваивается кальцефильной флорой.
Известно, что в настоящее время, на меловых обнажениях и перегнойно-карбонатных почвах сохранилось около 250 га естественных насаждений сосны меловой. Одни учёные, такие как Литвинов (1927), Кондратюк (1960), Машки н (1971) считают эту сосну самостоятельным видом - Pinus cretacea Kalen , другие - Сукачёв (1938), Правдин (1964), Гончаренко (1991, 1993), Чернодубов (1998) относят её к почвенным экотипам сосны обыкновенной-Pinus silvestris.
В разделе «Деревья и кустарники СССР» Академии наук СССР в 1 томе за 1949 год отмечается, что сосна меловая является формой сосны обыкновенной и отличается от неё более мелкими шишками, более короткой хвоей с низко опущенной кудрявой кроной, произрастающая на меловых возвышенностях юга.
Проф. В. Н. Сукачёв в учебнике «Дендрология» с основами лесной геоботаники в 1938 г приводит сосну меловую как экотип сосны обыкновенной, растущую по меловым обнажениям в Южной и Юго-восточной части Курской области и в УССР и отличается мелкими шишками и плотными иглами, не указывая, что они короче, чем у сосны обыкновенной. Сукачёв В. Н. отметил, что наследственные признаки меловой сосны требуют ещё изучения.
В учебнике «Дендрология» 1952 г отмечается, что сосна меловая является разновидностью сосны обыкновенной и обитает на меловых обнажениях и выходах мергеля, начиная от Брянска и до Славянска. Отличается короткими плотными светло-зелёными иглами и мелкими шишками.
Проф. О. Г. Капер в книге «Хвойные породы» 1954 г. ссылаясь на исследования К. Т. Виноградова, отмечает, что сосна меловая имеет низкую, но редкую крону, плотные короткие иглы, имеет высокую приживаемость на мелах и гибнет на песках.
Природно-климатическая характеристика района исследования
Район исследований благоприятен для ведения сельского хозяйства, жизни и деятельности человека. Однако наряду с благоприятными свойствами климату присущи и отрицательные характеристики. Основными из них являются следующие: отсутствие в ряде районов оптимального сочетания тепла и влаги, наличие поздневесенних и раннеосенних заморозков, частые засухи, резкие колебания осадков и температуры.
Центрально-Чернозёмная область расположена в лесостепной зоне европейской части России. Особенностью климата лесостепи является переменное преобладание прохладных, богатых осадками, периодов, присущих лесной зоне, и характерной для степей сухой погоды с низкой влажностью воздуха и длительным отсутствием осадков. Это приводит к периодическим засухам различной продолжительности. Поэтому лесостепь называют зоной неустойчивого увлажнения.
Средняя годовая температура воздуха изменяется в пределах +4,7...+5,2С. Абсолютный минимум температуры достигает - 37С , а абсолютный максимум +41 "С. Лишь два летних месяца (июль и август) не имеют отрицательных температур. В мае возможны понижения температуры воздуха до -6... -10С. В апреле максимальная температура воздуха иногда достигает +27С, а в мае +34С.
Весной переход среднесуточной температуры через ОС в районе Воронежа наблюдается 1 апреля. Наступление среднесуточных температур выше +5С в Воронежской, Курской и Белгородской областях наблюдается в среднем 13...14 апреля, а температуры выше +15 С - 18...20 мая. Средняя длительность периода со среднесуточными температурами воздуха выше +5І!С составляет 180...190 дней, а выше +15С - 95...1)0 дней.. Средняя температура воздуха в июле на 13 часов по Воронежской, Белгородской области соответствует 25 С. На северо-западе Курской области уменьшается до 23С (табл.3.1). Среднегодовое количество осадков в рассматриваемых областях ЦЧО составляет от 450 до 550 мм. Распределение осадков между 5-месячным теплым (378 мм) и холодным (151мм) периодами вполне благоприятно. Однако наблюдается значительная неравномерность выпадения осадков по годам. Влажные годы часто сменяются засушливыми. Осадки летом выпадают в форме ливней вызывающих смыв почвы. Годовой максимум атмосферных осадков приходится на июль. Однако летние осадки смачивают только верхний горизонт почвы, поэтому в лесостепи могут складываться напряженные условия влагообеспеченности древостоев (Алисов, 1949).
Зима в ЦЧО обычно мягкая, но с устойчивыми морозами. Толщина снегового покрова 20...30 см. Часты метели и гололед (25.,.30 дней). В отдельные годы в лесостепи снежный покров отсутствует или характеризуется чрезвычайной неустойчивостью. Продолжительность периода с устойчивым снежным покровом колеблется 105...115 дней. В апреле снежный покров сходит. На апрель приходится 55,2% годового стока. Летом поверхностный сток резко сокращается. На июль-август приходится лишь 5.3% годового стока. Температура почвы на глубине 1,6 м на протяжении всего года не опускается ниже +3...+4 С, а в августе достигает + 15С.
В целом по средним показателям климатические условия лесостепной зоны достаточно благоприятны для произрастания древесной растительности. Однако неустойчивый режим увлажнения, характерный для этой зоны, может периодически вызвать неблагоприятные последствия. Неблагоприятное влияние на приживаемость и рост культур могут оказывать периодически повторяющиеся засухи и суховеи в период активной вегетации, что приводит к недостатку влаги при усиленной транспирации. Поздние весенние заморозки и ранние осенние заморозки приводят к повреждению всходов и неодревесневших побегов. Зимние оттепели вызывают гололёд, уплотнение снега, обламывание ветвей, вершин, изгиб стволов и т.п,
Среднерусская возвышенность в пределах ЦЧО представляет собой возвышенное (230...260 м над уровнем моря), сильно расчленённое плато, покрытое густой сетью оврагов и балок.
Окско-Донская низменность в пределах ЦЧО имеет абсолютные высоты 160...180м над уровнем моря. Рельеф Окско-Донской низменности, как и Среднерусской возвышенности, эрозионного происхождения. Овраги и балки получили широкое распространение благодаря особенностям материнской породы (карбонатные, легко поддающиеся размыву, лессы, лессовидные суглинки) и сильно распаханной территории. Сеймско-Хоперский меловой ландшафтный округ характеризуется повсеместным распространением мело-мергельных пород значительной мощности, Литогенную основу меловых ландшафтов образуют карбонатные породы туронского, кампанского и маастрихтского ярусов. Мел и мелоподобный мергель на значительной площади выступает в роли важнейшего ландшафтообразующего фактора ( Михно, 1993).
Неотъемлемой частью рельефа Губкинекого района являются карьеры и отвалы горнодобывающей промышленности, Карьерно-отвальный тип местности занимает значительные площади среди горнопромышленных ландшафтов КМА (Трещевский, 1973). В условиях отвально-техногенных ландшафтов рельеф оказывает существенное влияние в распределении тепла и влаги атмосферных осадков, вызывает неодинаковый характер процессов концентрации воды в субстратах ( Ахтырцев, 1984).
Гранулометрический состав техногенных почв
Стационар созданный кафедрой агролесомелиорации и почвоведения ВГЛТА в 1974 году на базе Щигровского рудника по добыче фосфоритов предусматривал закладку серии опытных объектов по созданию лесных культур иа мело-мергельных спланированных отвалах с предварительным горнотехническим этапом рекультивации поверхности.
Горнотехнический этап подготовки заключался в нанесении на поверхность отвала мелиоративного слоя песчаных отложений, четвертичного суглинка или гумусового слоя почвы различной мощности. При последующем формировании технической грунтосмеси в пахотном горизонте при проведении механизированной обработки (вспашка, дискование, культивация, боронование) были целенаправленно сформированы искусственные грунтосмеси -техноземы П.Ф. Андрющенко (1973). Техноземы состоят из одного или нескольких слоев. Общая мощность может превышать 50 см. Насыпные слои в техноземах, в отличие от природных почв, генетически не связаны друг с другом, но обладают определенными "почвенными" экологическими функциями как продукционными, сорбционными, водно-миграционными Г. В. Добровольский, Е. Д. Никитин (1990), Как и в природных почвах, верхний горизонт обогащен органическим веществом, которое содержится в перегнойном или гумусовом горизонте почвы -донора. Впервые техноземы были описаны Л. В. Етеревской (1977, 1989) в качестве псевдо почв с насыпным гумусовым горизонтом, в профиле которых последовательность слоев сверху вниз создают только подобие природных почв. Н. П. Солнцева с соавторами (1990) в качестве техноземов выделяет группу почв и почвоподобных тел, в которых отсутствуют нормальные генетические горизонты. Они могут быть нарушены, перемешаны, уничтожены и к ним (остаткам) добавлен породный материал. Наличие плодородного слоя в определении техноземов не обязательно, главным их свойством является техногенный механизм образования. И. М. Гаджиев, В. М. Курачев (1992) техноземами называют искусственные почвоподобные тела с использованием или без использования насыпного плодородного слоя. В. И. Тсрентьев, П. А. Суханов (1998) под техноземами понимают искусственные почвоподобные, созданные или самообразовавшиеся тела с насыпным или развивающимся фрагментарным или сплошным гумусовым горизонтом. М. И. Герасимова с соавторами (2003) подразделяет почвы техногенных ландшафтов в районах горных разработок по особенностям факторов и специфике почвообразования на три группы. Первая группа почв представлена эмбриоземами - с молодыми аккумулятивными слаборазвитыми почвами на рыхлых техногенных и природных грунтах. Вторая группа представлена техноземами - состоящими из насыпных слоев, в том числе из насыпного гумусированного слоя. Третья группа - хемоземы. Трансформация почв происходит под влиянием химических реагентов (серной кислоты и других агрессивных соединений) минеральных веществ. Эта терминология техногенных почв применена в данной работе. Гранулометрический состав почв является важной генетической и лесотиггологической характеристикой условий местопроизрастания растений в естественных ландшафтах. Это в полной мере относится и к искусственно сформированным техноземным почвам (Таранов, 1977).
Искусственное формирование техноземных почв в первую очередь приводит к изменениям физических свойств горных пород, интенсивности их выветривания, окислительно-восстановительных процессов и скорости биологического круговорота.
В табл. 5.1. приводятся данные гранулометрического состава техноземов на период их формирования в 1974 году и по истечению 30 летнего периода произрастания на них лесных насаждений.
В 10 см слое мело-мергельного грунта, в образцах взятых в 1974 году отмечалось преобладание физической глины (60,46%). Фракция песка составляла 33,25%, ила 6,28%, что дает основание отнести породы по гранулометрическому составу к глинам легким с преобладанием фракции мелкой пыли.
В образцах взятых в 2004 году отмечается резкое уменьшение глинистых фракций до 11,04% или в 5 раз и увеличение фракций физического песка до 83,25% или 2,5 раза. Незначительно уменьшилось содержание илистых частиц. Таким образом, по нашим данным по истечению тридцатилетнего периода поверхностный слой мело-мергельной бриоземной почвы перешел из разряда легкоглинистой почвы в супесь. На наш взгляд это результат интенсивно протекающих процессов физического и биохимического выветривания с последующим суспензионным выносом пылевато-илистого мелкозема.
Техноземы сформированные в результате нанесения на мело-мергельный грунт слоя песка, различной мощности, имеют свои особенности динамики изменения гранулометрического состава в начальной стадии почвообразовательного процесса. Содержание фракций физического песка со временем уменьшается, однако эта величина снижается с увеличением мощности наносимого слоя.
Состояние лесных культур на начальных этапах роста и развития
Проведенные наблюдения за динамикой влажности в течение вегетационного периода 2005 года показали, что влажность техногенных почв под 30-летними насаждениями, определяется количеством выпавших осадков, водно-физическими свойствами, составом горных пород, и их процентным содержанием в техноземной почве.
Динамика влажности и запасов продуктивной влаги техногенных почв сформированных в результате нанесения на мело-мергельный грунт песчаных отложений, четвертичного суглинка и гумусовой почвы различной мощности приведены в приложении 1.,2.,3.
Отмечается общая закономерность распределения влажности по профилю разреза. Наибольшую влажность имеет поверхностный 5...10 см слой, затем идет уменьшение до глубины 20...30 см и последующее постепенное нарастание влажности до глубины одного метра.
В соответствии с этим идет распределение по профилю общего запаса и продуктивной влаги. Наибольшая влажность техногенных почв отмечается весной. К концу вегетационного периода постепенно уменьшается, что наиболее характерно для техногенных почв сформированных с песчаными отложениями.
Анализируя свойства почвы, сформированной из песчаных отложений различной мощности на мел о-мергельном грунте видно, что в течение вегетационного периода 2005 года влажность метрового слоя с нанесением песчаных отложений 5...10 см составила 11,9 %, тогда как с увеличением слоя песка до 15...20 - 40...50 см она уменьшалась соответственно до 4,3 и 4,6 %.
В вариантах с нанесением слоя суглинка отмечается обратная закономерность. С увеличением мощности нанесения суглинка на мело-мергельный грунт и увеличения его процентного содержания в техноземной почве влажность возрастает с 10,1 ( м/м +суглинок 5...10 см) до 13,3 % ( м/м н-суглинок 40.,.50 см).
Аналогичная закономерность характерна и для техногенных почв сформированных с гумусированным слоем почвы. Однако значительного увеличения влажности с увеличением слоя гумусовой почвы нами не отмечено. Это объясняется, по всей видимости, тем, что с увеличением процентного содержания гумусовой почвы в составе техноземов гранулометрический состав смеси становится более легким.
В соответствии с этим идет распределение по профилю общей и продуктивной влаги. В табл. 5.3 приводятся результаты общего запаса и доступной влаги за вегетационный сезон 2005 года.
По нашим расчетам наибольшим общим запасом влаги 409 мм в среднем за вегетационный период обладает мело-мергельный грунт. Формирование техноземов приводит к уменьшению общего запаса влаги метрового слоя, что мы связываем с изменением гранулометрического состава техноземных почв.
Уменьшение общего запаса влаги при нанесении мелиоративного слоя из песка, четвертичного суглинка или гумусированной почвы различной мощности проявляется в различной степени. При нанесении слоя песка 5... 10, 15...20 и 40...50 см общий запас влаги в процентном отношении к контролю на мело-мергеле уменьшается соответственно до 61.1, 23.7 и 18.3% . Формирование техноземов с четвертичным суглинком или гумусир о ванной почвы приводит к обратной закономерности. Общий запас влаги увеличивается с увеличением мощности наносимого мелиоративного слоя суглинка соответственно до 42.2, 51.3, 60,8%, гумусовой почвы до 45,4 и 54,2 %. Формирование техноземных почв с четвертичным суглинком способствует накоплению доступной влаги в метровом слое и формирует условия по водообеспеченности от плохих (м/м + суглинок 5,..10 см), хороших, (м/м + суглинок 15...20 см) и до очень хороших (м/мн- суглинок 40...50 см). Однако не вся влага, находящаяся в почве является доступной для растений. Проведенные нами расчеты показали, что на мело-мергельном грунте величина доступной влаги составила 314 мм (табл.4.5), что по классификации А. Ф. Вадюниной (1973) создает очень хорошие условия водообеспечения растений.
В техногенных почвах, сформированных с нанесением песчаных отложений, с увеличением их мощности происходит резкое уменьшение величины доступной влаги, что приводит к изменениям условий по водообеспечеиности от очень хороших (м/м + песок 5... 10 см) до очень плохих (м/м + песок 40...50 см). Формирование техноземов с гумусовой почвой несколько увеличивает количество доступной влаги. Это объясняется лучшими водно-физическими свойствами, большей гигроскопичностью гумусовой почвы, большим количеством почвенных коллоидов.
Проведенные расчеты динамики запаса доступной влаги в течение вегетационного периода показали, что наибольшее запасы приходятся на весенний период (рис.9). В середине вегетационного периода плохие условия по водообеспечеиности сложились в вариантах со слоем песка 15...20 см и 40...50 см. В конце вегетационного периода в этих вариантах доступная влага определяется величиной граничащей с неусвояемым или слабо усвояемым ее состоянием 0,5...4,5 мм, что соответствует очень плохим условиям. К концу вегетационного периода происходит уменьшение количества доступной влаги и в других вариантах с нанесением суглинка и гумусированной почвы, однако условия водообеспечеиности остались хорошие и очень хорошие. На основании изучения динамики влажности во многом определяющей лесорастительный потенциал техногенных почв можно сделать выводы.
