Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Аналитический обзор литературы 8
Глава 2 Основные сведения об объектах и методике исследований 15
2.1 Естественно - исторические условия Ленинградской области 15
2.2 Характеристика объектов исследований 23
2.3 Основные положения методики исследования 30
Глава 3 Водный режим осушенных торфяников и факторы его регулирующие 34
Глава 4 Рост сосновых насаждений на осушенных торфяниках 44
4.1 Рост насаждений 43
4.2 Динамика фитомассы сосновых древостоев после осушения болот 49
Глава 5 Изменение эдафических условий после осушения мелкозалежных торфяников 53
5.1 Динамика напочвенного покрова 53
5.2 Изменение морфологических показателей торфяных почв под влиянием осушения и древостоя 56
5.3 Изменение агрохимических показателей торфяной почвы под влиянием осушения 69
Выводы 93
Литература 96
Приложения 107
- Характеристика объектов исследований
- Водный режим осушенных торфяников и факторы его регулирующие
- Динамика фитомассы сосновых древостоев после осушения болот
- Изменение морфологических показателей торфяных почв под влиянием осушения и древостоя
Введение к работе
Осушение заболоченных земель и болот имеет большое значение для выращивания высокопродуктивных лесов. Общая площадь заболоченных земель в лесном фонде России составляет свыше 130 млн га /108/. Практическая деятельность лесных хозяйств и научные исследования показывают, что осушение является наиболее проверенным видом мелиорации, позволяющим реально повысить производительность земель в лесном хозяйстве.
Существенное место среди осушенных земель занимают болота и заболоченные земли с небольшой мощностью торфа. Между тем известно, что маломощные торфяники подвержены быстрой сработке торфа, особенно при сельскохозяйственном их использовании [50]. В лесном хозяйстве имеется также вероятность сработки торфа после осушения вследствии активной минерализации торфа.
Однако достаточных исследований по этому вопросу нет, а есть случаи длительного сохранения торфяного слоя после осушения и лесовыращивания. Например, на осушенном в 1841 году маломощном болоте «Суланда» в Лисинском учебно-опытном лесхозе до настоящего времени сохраняется слой торфа до 0,4 — 0,6 м, при наличии хвойного древостоя с запасом до 500-600 м3/га [75].
Можно привести и другие примеры, когда не отмечается уменьшения слоя торфа при последующем и достаточно длительном лесовыращивании после осушения.
Факторы, определяющие стабильность состояния торфяной залежи, не во всех случаях четко выявляются. Относительная стабильность количественных показателей может сочетаться с варьированием качественных характеристик почвенного плодородия, что, в конечном счете, определяет тип формируемого насаждения и направление лесорастительного
5 и почвообразовательного процесса. Исследованию этого вопроса и посвящена настоящая работа.
Актуальность темы. Заболоченные земли и болота занимают более 22 % территории лесного фонда России. Среди этих земель значительная часть представлена мелкозалежными торфяниками. При их осушении и освоении путем создания лесных культур достигается высокий лесоводственный эффект. Наибольшее количество питательных веществ в таких условиях сосредоточено в торфяной части почвы. При интенсивном осушении происходит быстрая минерализация торфа. Поэтому задача по обеспечению длительной сохранности торфяного горизонта является важнейшей при ведении лесного хозяйства на таких землях.
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось выявление закономерностей изменения показателей гидрологического режима, трофности и минерализации мелких торфяников под влиянием осушения и формируемого древостоя с последующей разработкой приемов регулирования стабильности минерализации и сработки торфа.
Задачами исследований являлось выявление динамики морфологических характеристик почвы, анализ гидрологического режима и изменения агрохимических показателей почвы, оценка продуктивности древостоев и влияния на нее состава формируемых сосняков, анализ динамики растительности живого напочвенного покрова, разработка мелиоративных приемов регулирования степени минерализации и сохранности органического слоя почвы в осушенных торфяниках.
Научная новизна. Впервые, для условий южной тайги на примере лесоболотных комплексов Ленинградской области, дана разносторонняя оценка изменения морфологических характеристик, агрохимических показателей почв мелкозалежных торфяников, более чем за сорокалетний период после их осушения. Изучено влияние разной степени интенсивности осушения на исследуемые почвенные показатели. Дана оценка влияния
состава формируемых сосняков и напочвенной растительности на эдафотоп. Предложены рекомендации по регулированию темпов минерализации и сработки торфяной залежи для сохранения высокопродуктивных лесоболотных комплексов.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту. Показано, что интенсивное осушение мелкозалежных торфяников, коренным образом изменяя характер увлажнения, приводит к изменению типа водного режима. Промывной тип водного режима, характерный для большинства заболоченных земель, сменяется на выпотной, точнее на транспирационный. В таких условиях большая часть влаги не отводится в нижние горизонты почвы и не уходит со стоком, а расходуется на суммарное испарение в значительной степени за счет транспирации. При этом улучшается аэрация почвы, активизируется биокруговорот, происходит минерализация торфа и увеличивается его зольность. Изменяется напочвенный покров, болотный тип почвообразования сменяется дерновым. Изменяются агрохимические характеристики торфа, актуальная и гидролитическая кислотность.
Личный вклад автора. Непосредственное участие автора в выборе объектов исследования, составление методики исследования, проведении таксационных работ на опытных объектах пробных площадей. Морфологическое описание почвенных разрезов на промежуточной (1982) и заключительной фазе исследования, обработка и анализ почвенных образцов на кафедре почвоведения и гидромелиорации, разработка рекомендаций.
Апробация работы. Результаты исследований представлялись на совещании посвященном 120-летию кафедры почвоведения и гидромелиорации, СПб.,2001г. На Международной научной конференции «Эколого-экономические аспекты гидролесомелиорации», Гомель, 2003г., на совещаниях «Мелиорация, использование и охрана земель» СПб, 2004 г. «Экологические функции лесных почв», Петрозаводск, 2005г.
7 По результатам исследований опубликовано 4 работы, 1 работа находится в печати.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, заключения, списка использованной литературы, включающего 122 наименования, отечественной и иностранной литературы. Текст иллюстрирован 11 рисунками и 23 таблицами.
Характеристика объектов исследований
Поскольку, целью исследований являлось изучение изменения эдафических условий торфяников с небольшой мощностью торфа под влиянием осушения и древостоя, в качестве объекта исследования были выбраны посадки культур сосны, созданные в 1959-1961 годах, изучавшиеся в первые годы их роста в 1961-1963 годах Б.В. Баби ковы м [3, 4, 5 ,8, 9] и в 1982 - 1983 годах -Ю.Е. Колесниковым [46]. Опытные объекты расположены на мезотрофных торфяниках Качественная характеристика образцов отобранных в 1962 году приведена в приложении 1
Настоящие исследования на этих же объектах, результаты которых рассматриваются в этой работе, проводились частично в 1982 г., а в основном в 2001 - 2005 годах. Это дало возможность проследить изменение почвенных условий после длительного влияния осушения, оценить состояние сформировавшегося нового насаждения и в определенной степени оценить влияние насаждения на почвенные процессы.
Для исследования выбраны 3 опытных участка в посадках сосны примерно одного возраста, созданных в 1959-1961 годах. Схема расположения опытного участка 1 Ушакинское лесничество Участок расположен в культурах сосны обыкновенной (Pinus Silvestris) 45 летнего возраста и состоит из двух равных пробных площадей. Общая площадь опытного участка ОДІ га. Вероятно, первоначальное осушение участка было проведено открытыми каналами в 30-х годах прошлого столетия, но вследствие повреждения каналов произошло вторичное заболачивание. В 1956 году произведен частичный ремонт старых каналов. Расстояние между каналами 120-160 метров глубина их 50-70 см, ширина по верху 80-100 см.
В 1957 году выбранный участок был представлен заболоченной территорией, примыкающей к большому Ушакинскому верхового типа болоту. Глубина торфа на участке достигала 0,5 - 0,6 м. Древесная растительность была представлена редкостойной сосной, местами встречались отдельные деревья сосны III — IV класса возраста высотой до 3 — 4 м. Вдоль старых каналов и местами на участке имелись заросли серой ольхи (Alnus incana). Окрайки верхового болота были заняты чистыми по составу низкобонитетными сосновыми древостоями.
Положение участка ровное с наличием микроповышений (кочек), поросших кукушкиным льном (Polytrichum Commune Hedw). Мощность торфа в период проведения наших современных исследований составляет 12-23 см. Подстилающий торф минеральный грунт, тяжелый суглинок. Почва торфянистая средне или слабоподзолистая, иллювиальноглеевая, суглинистая. Морфологическое описание почвы показано на примере почвенного разреза опытного участка 1 и приведено ниже.
Для создания лесных культур, осенью 1958 года канавокопателем ЛКА-2, на тяге двух тракторов С-80, были проведены борозды (канавки) и пласты, которые были прижаты (прикатаны) гусеницами трактора С-80. Борозды (канавки) глубиной 0,3-0,4 м проведены перпендикулярно осушителям, в который и выведена большая часть борозд. Длина борозд 120-140 м, расстояние между ними 3-4 м. Толщина пластов составляла 15-18 до 20 см (3). В настоящее время пласты уплотнились, произошла их осадка и минерализация. Толщина их составляет 8-10 см, глубина борозд 20-25см (рис.8).
В период проведения настоящих исследований культуры сосны имеют высоту более 22 м. Рост характеризуется I классом бонитета. Подробная характеристика древостоя на период 2004года рассмотрена в 4 главе.
Опытный участок № 2 площадью 0,15 га расположен в 60 квартале Вырицкого лесхоза (рис.4). Участок размещался в культурах сосны, созданных на прогалине, примыкавшей к всхолмленному участку, поросшему редкостойным сосновым древостоем II - Ш класса бонитета. Почва песчаная. Тип леса сосняк брусничник. Участок размещался на болоте переходного типа. Осушение территории проведено в 1956 году.
Подготовка почвы под лесные культуры проведена в 1958 году канавокопателем ЛКА — 2, на тяге трактора С-80. Прикатка (прижатие) пластов, в отличие от участка 1, здесь не проводилась. Борозды проведены параллельно осушительному каналу и не выведены в осушительную сеть.
Глубина борозд около 30 см. Толщина пластов около 15-17 см. Лесные культуры созданы в 1959 году посадкой одно - двухлетних сеянцев сосны в пласт под меч Колесова. Прополка культур не проводилась, так как травянистая растительность по пластам появляется медленно. Мощность торфа на опытном участке во время создания лесных культур составляла 0,4-0,6 м. Подстилающий торфяной слой грунт - мелкозернистый песок.
При нашем обследовании в 1982 году на участке произрастали чистые по составу культуры сосны I класса бонитета. При проведении настоящих исследований на участке к 2005 г. сформировалось сосновое насаждение I класса бонитета с незначительной примесью березы.
Борозды проведены перпендикулярно осушительному каналу, проведенному по границе участка, но не выведены в канал. Длина борозд 150-200 м. Расстояние между бороздами 3-4 м. Глубина борозд 30-35 см. Высота пластов варьировала в пределах 8-20 см.
Культуры созданы в мае 1961 года, посадкой одно- двухлетних сеянцев сосны в пласт по меч Колесова. Расстояние между посадочными местами в рядах 0,7 м, а между рядами 2-3 м. Уход за культурами не проводился. На второй год после подготовки почвы пласты высотой до 10 см (низкие пласты) обильно заросли кукушкиным льном, на более высоких пластах моховая и травянистая растительность появлялась слабо. Приживаемость культур в четырехлетнем возрасте составляла 88 %.
Из приведенной выше краткой характеристики участков видно, что для исследований были выбраны в качестве опытных объектов, объекты сходные по глубине торфа, и способам создания лесным культур, но различающиеся условиями возможного регулирования водного режима.
На участке 1 подстилающий торф грунт представлен тяжелыми суглинками, но водный режим надежно регулирует частая сеть борозд, выведенных в осушительные каналы. На участке 3 почвенно-грунтовые условия сходны с участком 1, но борозды не выведены в каналы и не регулируют водный режим. Участок 2 занимает промежуточное положение. Здесь борозды также не выведены в каналы и не отводят воду, но постилающие торф пески в определённой степени позволяют отводить воду путем внутрипочвенной фильтрации.
Водный режим осушенных торфяников и факторы его регулирующие
Водный режим лесных почв определяется рядом факторов — количеством осадков и характером их выпадения, характеристикой и состоянием древостоя, влияющего на поступление осадков на поверхность почвы, суммарным испарением, включая и транспирацию влаги древостоем, температурой воздуха и почвы. Изучению водного режима почв в лесу посвящены многочисленные работы [4, 7,14,16,21,25,26,32,37,39, 52, 72,78, 79, 93, 112,115,116,118] В меньшей степени изучен водный режим в искусственно созданных древесных насаждениях [18, 28, 33, 40, 42, 50, 112, 114]. Большинство проведенных исследований выполнено в культурах хвойных пород молодого возраста, когда уровень грунтовых вод изначально определял условия роста древесных растений. Настоящие исследования проводились в сформировавшихся хорошо развитых 23-24 и 40-45 летних культурах сосны на осушенных землях. В этом возрасте на водный режим оказывала влияние не только осушительная сеть, но и уже сформировавшееся древесное насаждение [7].
На осушенных землях определяющее значение в формировании водного режима оказывает осушительная сеть. Она обеспечивает интенсивность и степень осушения. Особенно велико влияние осушительной сети на торфяниках с небольшой глубиной торфа, где и созданы лесные культуры посадкой по пластам. Действие осушительных каналов в таких случаях усиливается мелкой густой сетью борозд, особенно при выводе их в каналы. Влияние борозд на уровень грунтовых вод на участках лесных культур в первые годы после их создания достаточно хорошо изучено Б.В. Бабиковым [5], 3. Ф. Матюхиной [61]. Результаты этих исследований частично приведены в таблице 5. Возраст культур 3-4 года. Исследуемые 1962, 1963 годы были различны по водности. В 1962 году за май-август выпало 330 мм осадков. В 1963 году - 296 мм. Из данных таблицы 6 видно, что на участке 1 благодаря бороздам, отводящим воду, даже в исключительно многоводный 1962 год, корнеобитаемая зона почвы обычно освобождалась от гравитационной влаги. На участках 2 и 3 избыток влаги в зоне корней сохранялся почти в течение всего периода вегетации. Режим корневого питания растений в таких условиях обеспечивался, в основном, за счет менее увлажненной почвы плужных пластов. Пласты, приподнятые на 10 — 15 см, являются искусственными микроповышениями. Они менее увлажнены, аэрация их лучше, прогреваемость больше, что оказывает существенное влияние на рост корней в период вегетации. Определения влажности, проведенные в мае, показали, что влажность пластов в слое 0-10 см составляла в начале мая 70% - 75%. При понижении грунтовых вод, во второй половине мая, их влажность снизилась до 65-70 %. Интенсивные осадки в июне и подъем грунтовых вод повысили влажность.
Тем не менее, постоянно в пластах было достаточное количество свободных пор для аэрации почвы, которое необходимо для обеспечения нормальных почвенных процессов и роста корней растений. Одновременное определение влажности в пластах и на целине показало, что средняя за май - июнь объемная влажность в пластах составляла 55-60 %, тогда как между пластами было 65-68 %. М.М. Елпатьевский [28], изучая водно-физические свойства пластов, отмечал, что влажность почвы на полосе между пластами в течение всего вегетационного периода значительно выше, чем в пластах и часто близка к полной влагоемкости. Установлено, что борозды глубиной 0,4 м, проведенные через 3-4 м в состоянии ежесуточно понижать грунтовые воды на 2-3 см. По наблюдению в 1962-1964 годах в 3-6 летних культурах сосны на опытном участке 1 грунтовые воды находились на разной глубине (табл.7). В многоводном 1962 году располагались в мае - августе на глубине 18 - 23 см В 1963 году, характеризовавшимся меньшим количеством осадков почти близким к многолетней норме грунтовые воды располагались на большей глубине. Однако в отдельные периоды отмечался подъем грунтовых вод в торфяном слое на глубину 30-40 см. В 1964 засушливом году, когда за май - август выпало 227 мм осадков при норме 288 мм, грунтовые воды располагались не в торфяном, а только в подстилающем торф минеральном грунте. В целом же, грунтовые воды в этот трехлетний период находились в пределах 0,7-1,0 м., а в весеннее время, в основном, оставались в верхнем торфяном горизонте.
Влияние осадков на динамику грунтовых вод в период вегетации сформировавшихся древостоев рассмотрим на примере наблюдений, на участке 2 в 1982 г. Общее количество осадков вегетационного периода этого года было близким к норме (292 мм при норме 321). Несколько меньше нормы осадков было в мае и августе, но больше в июне и июле. Характер выпадения осадков проявился на уровне почвенно-грунтовых вод. (рис.6).
Май был относительно маловодным. Осадков выпало около 80 % от нормы. Грунтовые воды к началу июня понизились до 50-60 см. С 5 по 19 июня выпало 65 мм осадков, это вызвало повышение уровня почвенно-грунтовых вод с 55 до 21 см (рис.6). С 8 по 18 июля осадков выпало 48 мм в виде нескольких дождей. Это вызвало повышение уровней с 41 до 22 см. Далее отмечался относительно сухой период. Грунтовые воды понизились. С 2 по 18 августа выпало 60 мм осадков. Уровни грунтовых вод поднялись с 86 до 62 см.
Динамика фитомассы сосновых древостоев после осушения болот
Основной характеристикой хозяйственной продуктивности леса является деловая древесина. Годичный прирост древостоев осушенных верховых болот в условиях Ленинградской области достигал 2-3 м /га, на переходных болотах 6-8 м3/га [7,19].
В искусственно созданных посадках сосны прирост, как отмечено выше, достигал 10 м3/га в год и более. Однако важной для функционирования лесного фитоценоза является фитомасса и, прежде всего, фитомасса хвои, обеспечивающая фотосинтез и основную величину транспирации. Для вычисления фитомассы хвои использовали методику Л.Н. Яновского [117]. Фитомасса стволов определялась по методу и таблицам О. И. Полубояринова и др. [80].
Транспирационный расход влаги, как составная часть суммарного испарения — важный элемент расходной части водного баланса. А. Л Кощеев [55], изучая транспирационный расход влаги в лесу, отмечал, что по мере формирования и роста древостоя после вырубки леса, за счёт транспирации происходит разболачивание вырубок. После осушения земель транспирация в значительной степени обеспечивает успешность лесовыращивания. В процессе транспирации расход влаги может происходить через устьица (устьичная транспирация), через эпидерму и поры ветвей и хвои (кутикулярная транспирация). Через эпидерму может расходоваться разное количество воды, в зависимости от толщины слоя кутикулы, покрывающей эпидерму. Однако исследователи отмечают [56], что кутикулярная транспирация не может превышать 10 % от общей ее величины. Основная масса влаги при транспирации проходит через устьица. исследования в культурах сосны на участке 1 кафедры почвоведения и гидромелиорации ЛТА показали, что масса хвои после осушения, как в прочем и у всех древостоев в молодости, увеличивается до 30-35 лет (табл.14) и далее уменьшается. По данным С.Э. Вомперского, А.И. Иванова [20] также установлено интенсивное уменьшение массы крон после 40 летнего возраста. Далее масса хвои сильно снижается. Несколько медленнее происходит уменьшение веса ветвей, но увеличивается масса (рис. 9) стволовой древесины. Уменьшение массы древесной зелени в древостое с возрастом, в основном, объясняется изреживанием древостоя и уменьшением числа деревьев [117].
С уменьшением массы хвои с возрастом следовало ожидать снижение транспирационного расхода влаги с возрастом, что отмечал Н.А. Воронков, а так же некоторого повышения уровня грунтовых вод, однако результаты исследования, приведенные в предыдущей главе показали, что после снижения массы хвои суммарный расход влаги в сосновых насаждениях не уменьшается и уровень грунтовых вод остается достаточно пониженным. О.Н. Тюкавина [104] полагает, что с возрастом увеличивается площадь водопроводящей зоны в ксилеме дерева, увеличивая функционирование ассимиляционного аппарата, что поддерживает высокий транспирационный расход влаги.
Наши исследования, проведенные в 22-летних насаждениях и 40-45-летних насаждениях в сопоставлении с ранее проведенными на этих же объектах исследованиями в более молодых насаждениях [5, 6, 7] и 22-летних насаждениях [46] выявили роль древостоя в формировании водного режима почв в лесу.
В высокобонитетных сомкнутых сосновых насаждениях высокие уровни почвенно-грунтовых вод наблюдаются только в весенний период, в первой половине мая. Летом уровень грунтовых вод на мелкозалежных торфяниках редко появляется в торфяном слое. При низком уровне грунтовых вод в почве значительная порозность аэрации, что может приводить к интенсивному разложению, минерализации и сработке торфа. Длительность сохранности торфяного горизонта можно регулировать положением уровней почвенно-грунтовых вод. Следовательно интенсивное осушение, приводящее к обезвоживанию торфяного слоя, может ускорять минерализацию и сработку торфа.
Изменение морфологических показателей торфяных почв под влиянием осушения и древостоя
Вода является необходимой составляющей торфяника. Только при достаточном, обычно обильном [58] увлажнении развивается соответствующая гигрофитная растительность болот, обеспечивается сохранность и устойчивость болотных экосистем. При осушении из почвы отводится гравитационная влага, свободные от воды поры занимаются воздухом улучшается аэрация почвы. Анаэробные процессы сменяются аэробными. Усиливается разложение торфа, происходит осадка торфа и его минерализация, что приводит к уплотнению субстрата и уменьшению мощности торфяной залежи, а в дальнейшем и к сработке торфяника. Для осушенных земель сельскохозяйственного пользования это объяснимо, поскольку производится их обработка и распашка. По исследованиям Н.П. Ларионовой, М.Г. Юркевич, В.А. Сидоровой [57] и др., при сельскохозяйственном освоении торфяные залежи глубиной 1-1,5 м примерно через 40 лет могут превратиться в торфяно-глеевые почвы со слоем торфа 30-50 см. В последующие 15-20 лет торф может вообще исчезнуть.
В. А. Ковда [44] отмечает, что скорость минерализации органических веществ почвы зависит от типа растительности и характера почвообразовательного процесса. В лесных экосистемах минерализация органического вещества замедляется за счёт древесного опада и корней. В болотных экосистемах минерализацию замедляет избыток влаги в почве. Поэтому торф в лесу минерализуется медленнее и после осушения. Действительно на осушенном в 1841 году болоте Суланда, площадью около 300 га до настоящего времени произрастает высокобонитетный древостой и сохраняется слой торфа до 0,4-0,6 м. На объектах наших исследований, имеющих различную степень осушения, отмечаются другие результаты. В 1958 году, когда проводилась подготовка почвы под лесные культуры на опытном участке 1, глубина торфа составляла 0,4-0,6 м. Морфологическое описание почвенного разреза, проведенное в 1962 году, характеризуется следующими показателями. Морфологическое описание почвенного разреза опытного участка 1 в 1962 г Аод 0 — 3 см - дернина из корней и опада болотных растений и др. растительных остатков. Т2 4 - 27 см - торфянисто-перегнойный, темно коричневый, хорошо разложившийся торф с вкраплениями глинистых частиц, переход в следующий горизонт постепенный. Т3 28-48 см - перегнойный, темно бурый хорошо разложившийся торф, пронизанный отмершими корнями осок, в нижней части сильно минерализованный, переход в следующий горизонт четкий. Bg 49 - 74см - иллювиально-глеевый темноватый с ржаво- бурыми пятнами, пронизанный отмершими корнями осок. Bg 75-100 см -тяжелый суглинок, с хорошо выраженными признаками оглеения. CgMOO-материнская порода В данном месте, где описывался почвенный разрез, почва оценивалась как торфянисто-перегнойно-глеевая с выраженным слоем дернины. Мощность торфа составляет около 0,5 м. Рельеф характеризовался обилием микроповышений в виде кочек, покрытых кукушкиным льном (Polytrichum Commune Acaw.) После осушения происходит уменьшение объема крупных пор, уплотняется торф, что и приводит к его сработке с интенсивным выделением С02 [6].
Ко времени повторного исследования в 1983 г. на осушенном торфянике сформировалось сомкнутое сосновое насаждение, его рост характеризовался I - 1а классом бонитета. Запас древостоя при высоте 12-13 м составлял 200-230 м/га. Частая сеть борозд, выведенных в каналы, и большой расход влаги на суммарное испарение и, прежде всего, транспирацию высокобонитетным древостоем вызвали значительное понижение грунтовых вод. По исследованиям Ю.Е. Колесникова в 1983 г. [46] в это время большую часть вегетационного периода грунтовые воды располагались в подстилающем торф минеральном горизонте. Большая часть пор в торфе была занята воздухом.
В условиях хорошей аэрации происходило интенсивное разложение торфа и его осадка. По исследованиям Б.В. Бабикова [7] концентрация С02 в почвенном воздухе на глубине 20-30 см достигала 5-7 %. В атмосферу с 1 га ежедневно выделялось до 142 кг/га СОг Как видно при описании почвенного разреза в 1982 году, мощность торфа за 20 лет уменьшилась на 23 см и составила 25 см. На глубине около 45 см появились элементы подзолообразования. Морфологическое описание почвенного разреза опытного участка I в 1982 г. Ао О —5 см -торфянисто-грубо-гумусная лесная подстилка из трав и опада хвои сосны слаборазложившийся, рыхлый, пронизанный корнями сосны, переход в следующий горизонт постепенный. Т2 5 -15 см - торфяно-перегнойный, темно бурый, хорошо разложившийся рыхлый, пронизанный корнями сосны, переход в следующий горизонт постепенный. Тз 15-25 см — перегнойный, черного цвета, рыхлый с примесью песка, пронизанный корнями сосны, переход в следующий горизонт резкий. Ai 26-45 см- гумусовый горизонт, бурого цвета, суглинистый, пылеватыи, плотный с трещинами с железисто марганцевыми конкрециями, сплошь пронизанный остатками корней осок, встречаются корни сосны, переход в следующий горизонт затеками. Аг- В 45-77 см - переходный подзолисто- иллювиальный горизонт, темноватый, тяжело-суглинистый, пылеватыи, трещиноватый, оглеенныи с остатками корней осок и хвоща, встречаются отдельные корни сосны, переход в следующий горизонт резкий. Bg - 77-110 см и далее - сизый, глинистый горизонт, встречаются отдельные корни сосны. Почва торфяно-перегнойно-подзолистая, глеевая на метаморфизированной ленточной глине. Слой торфа за 25 лет после осушения уменьшился почти в 2 раза. Уменьшение мощности торфа привело к смене торфяной почвы на торфянистую.
Еще большие изменения торфяника отмечены при исследованиях в 2004 г. К этому времени через 45 лет после осушения на опытном участке 1 к возрасту культур сосны 45 лет сформировался чистый по составу сосновый древостой I класса бонитета, с полнотой 1,0 с запасом древостоя 360-380 м3/га. Высокобонитетный древостой оказал существенное влияние на почвенные процессы. При высоком расходе влаги древостоем на суммарное испарение в течение всего периода вегетации отмечено появление грунтовых вод, в виде верховодки, в торфяном слое отмечено только в короткие периоды времени весной или кратковременно летом после обильных ливневых дождей.
Исследования 2003 - 2005 годов показали дальнейшие изменения почвы. На приведенном ниже почвенном разрезе видно, что собственно торфяной горизонт черного цвета уменьшился до 16-18 см. Ниже появился белесый подзолистый горизонт, не везде четко выраженный, пылеватый комковатой структуры.
