Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ 7
-
Изменение свойств почв хвойных лесов в процессе сукцессии і
-
Парцеллярная изменчивость свойств почв ю
ГЛАВА 2. СРЕДООБРАЗУЮЩИЕ ФАКТОРЫ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЙ 29
2.1. Климат 29
2.2 Почвообр азу ющие породы 31
2.3. Растительность 32
2.5 Объекты и методы исследований 34
ГЛАВА 3. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ХВОИ СОСНЫ И ЕЛИ 44
Заключение: ы
ГЛАВА 4. КИСЛОТНОСТЬ ПОЧВ СОСНОВЫХ ЛЕСОВ 54
4.1. Кислотность органогенных горизонтов почв 54
Актуальная кислотность 54
Обменная кислотность (ОК) 54
Гидролитическая кислотность (ГК) 55
Содержание обменных оснований 56
4.2 КИСЛОТНОСТЬ МИНЕРАЛЬНЫХ ГОРИЗОНТОВ ПОЧВ 57
Актуальная кислотность 57
Обменная кислотность 57
Гидролитическая кислотность 58
Содержание обменных кальция, магния, калия и натрия 59
4.3. Заключение: б\
ГЛАВА 5. КИСЛОТНОСТЬ ПОЧВ ЕЛОВЫХ ЛЕСОВ 62
5.1. Ельник кустарничково-лишайниковый 62
Органогенные горизонты 62
Актуальная кислотность 62
Обменная кислотность 62
Гидролитическая кислотность 63
Содержание обменных соединений кальция, магния, калия и натрия 63
Минеральные горизонты 64
Актуальная кислотность 64
Обменная кислотность 64
Гидролитическая кислотность 64
Содержание обменных кальция, магния, калия и натрия 65
5.2. Ельники кустарничково-зеленомошные 67
Органогенные горизонты 67
Актуальная кислотность 67
Обменная кислотность 68
Гидролитическая кислотность 68
Содержание оснований и степень насыщенности основаниями 68
Минеральные горизонты 69
Актуальная кислотность 69
Обменная и гидролитическая кислотность 69
Содержание обменных кальция, магния, калия и натрия 69
5.3. Ельник травяно-черничный 70
Органогенные горизонты почв 70
Актуальная кислотность 70
Обменная кислотность 73
Гидролитическая кислотность 75
Содержание обменных соединений кальция, магния, калия и натрия 75
Минеральные горизонты 79
Актуальная кислотность 79
Обменная кислотность 79
Гидролитическая кислотность 79
Содержание обменных кальция, магния, калия и натрия 80
5.4.3АКЛЮЧЕНИЕ: 82
ГЛАВА 6. БУФЕРНАЯ СПОСОБНОСТЬ ВОДНЫХ ВЫТЯЖЕК ИЗ
ПОДСТИЛКИ ЕЛЬНИКОВ ТРАВЯНО-ЧЕРНИЧНЫХ 86
-
БУФЕРНОСТЬ ВОДНЫХ ВЫТЯЖЕК ИЗ ГОРИЗОНТОВ ПОДСТИЛКИ К КИСЛОТЕ 86
-
БУФЕРНОСТЬ ВОДНЫХ ВЫТЯЖЕК ИЗ ГОРИЗОНТОВ ПОДСТИЛКИ К ОСНОВАНИЮ 89
6.3. Заключение 93
ГЛАВА 7. СОДЕРЖАНИЕ БИОФИЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ94
-
Краткая характеристика валового содержания 94
-
Азот 96
-
Содержание фосфора 99
Органогенные горизонты 99
Минеральные горизонты 99
7.4. Калий 100
Органогенные горизонты 100
Минеральные горизонты 101
7.5 Содержание натрия 102
Органогенные горизонты 102
Минеральные горизонты 102
7.6. Кальций 103
Органогенные горизонты 103
Минеральные горизонты 106
7.7. Мал шй 109
Органогенные горизонты 109
Минеральные горизонты 109
7.8. Содержание серы ПО
Органогенные горизонты ПО
Минеральные горизонты ПО
7.9. Содержание алюминия 111
Органогенные горизонты ill
Минеральные горизонты ill
7.10. Содержание железа 112
Органогенные горизонты 112
Минеральные горизонты 113
7.11. Содержание марганца ИЗ
Органогенные горизонты 113
Минеральные горизонты 115
7.12. Содержание цинка 115
Органогенные горизонты 115
Минеральные горизонты 116
7.13 Заключение : in
ГЛАВА 8. СОДЕРЖАНИЕ ГУМУСА по
-
Сосновые леса 120
-
Еловые леса 123
8.3. Заключение ш
ВЫВОДЫ: 128
Введение к работе
Почвенная кислотность - важнейший фактор почвообразования, питания растений и биогеохимических циклов минеральных элементов. Al-Fe-гумусовые подзолы, широко представленные в бореальной зоне, характеризуются кислой реакцией и ненасыщенностью основаниями почвенного поглощающего комплекса (Белов, Барановская, 1969; Таргульян, 1971; Манаков, Никонов, 1981; Никонов, 1987; Никонов, Переверзев, 1989). Изменчивость кислотности почв и содержания в них элементов питания обусловлена развитием лесных биогеоценозов в процессе сукцессии (Fastie, 1995; Schimel et al.,1998; Rode, 1999; Морозова, Лазарева, 1979;Орлова и др., 2003; Лукина и др., 2006) и связана не только с типом биогеоценоза, но и парцеллы (Карпачевский, 1977; 1981; Морозова, 1991; Лукина, Никонов, 1998). Хотя формированию кислотности подзолов и их питательного статуса посвящено множество исследований, однако динамика этих свойств в процессе сукцессии лесов с учетом их парцеллярного строения требует более детального рассмотрения.
В лесном почвоведении господствует представление, согласно которому в хвойных лесах почвы древесных парцелл более кислые, нежели почвы межкроновых пространств. Основания для таких утверждений весьма существенные: почвы древесных парцелл испытывают постоянную нагрузку кислотообразующих веществ, поступающих с кроновыми и стволовыми водами, с корневыми выделениями, а также могут подкисляться в результате их более активного обеднения основными катионами, активно поглощаемыми деревьями. Однако на примере подзолов Кольского полуострова было показано, что представление о более высокой кислотности почв еловых лесов в древесных парцеллах соответствует только минеральному профилю (Лукина, Никонов, 1998). Следовательно, существующие представления о пространственной изменчивости кислотности, а также питательного режима лесных почв нуждаются в уточнении. Исследования динамики кислотности почв в процессе аутогенной сукцессии лесов на Кольском полуострове не проводились.
Цель данной работы - исследование динамики кислотности и содержания элементов питания в подзолах Кольского полуострова на разных стадиях аутогенной сукцессии хвойных лесов с учетом их парцеллярного строения.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: изучение актуальной, обменной и гидролитической кислотности подзолов сосновых и еловых лесов с учетом их парцеллярного строения; изучение буферной способности органогенных горизонтов почв еловых лесов; исследование состава хвои ели и сосны; исследование содержания элементов питания в почвах сосновых и еловых лесов на разных стадиях сукцессии с учетом их парцеллярного строения; изучение динамики содержания и состава гумуса подзолов хвойных лесов с учетом их парцеллярного строения;
Научная новизна:
Показано, что в сосновых лесах органогенные горизонты древесных парцелл характеризуются более высокой кислотностью, чем межкроновых, а в еловых лесах обнаруживается обратная тенденция.
Показано, что подстилки древесных парцелл еловых лесов отличаются относительно высокой буферностью, как к кислоте, так и к основанию, а подстилки межкроновых пространств характеризуются практически невыраженной буферностью к кислоте.
Установлено, что в процессе сукцессии в сосновых лесах происходит возрастание кислотности органогенных горизонтов почв, а в еловых, напротив, снижение. Кислотность минеральных горизонтов почв хвойных лесов возрастает в процессе сукцессии лесов.
Показано, что в процессе сукцессии хвойных лесов в почвах возрастает содержание углерода, азота, значительно сужается отношение C/N в органогенных горизонтах почв, увеличивается содержание доступных для растений и микроорганизмов соединений кальция, калия, магния, фосфора, серы, марганца, цинка.
