Влияние почвенного плодородия на продуктивность лесообразующих пород

13

A_оA₁ - перегнойный горизонт, бурый, мажущийся, со значительным содержанием органических веществ, влажный, имеются черви, много корней, граница со следующим горизонтом заметная;

28

А_1g - перегнойный оглиненный горизонт, коричнево-бурый с железистыми ржавыми пятнами и конкрециями, супесчаный, сырой, непрочно ореховатой структуры, корней меньше, чем в предыдущем горизонте, граница с гор. С_g, ясная

52

68

87

С_g - оглиненная почвообразующая порода, флювиогляциальный песок, желтый с зеленовато-серым оттенком, песчаный, бесструктурный, рыхлый, сырой, корней нет, граница со следующим горизонтом резкая;

- 52-68 см - прослойка охристого железняка, твердая, мокрая, песчаная, корней нет, граница со следующим горизонтом ясная;

C_g - оглиненный флювиогляциальный песок коричневато-серый с сизым оттенком и обилием железистых конкреций, сырой, книзу мокрый, твердоватый;

Грунтовые воды на глубине 72 см.

Морфологическое описание профиля темноцветно-подзолистой глееватой песчаной почвы на флювиогляциальных песках

А_о(0-3 см) - лесная подстилка из хвои, веток, листьев, шишек, слаборазложившаяся, темно-бурого цвета, влажная, рыхлая;

А₁(3-19 см) - гумусовый темноцветный горизонт, темно-серый, твердоватый, с присыпкой SiO₂, песчаный, влажный, бесструктурный, корней много, граница со следующим горизонтом резкая;

А₂(19-54 см) - подзолистый горизонт, серовато-белесый, рыхлый, песчаный, влажный, бесструктурный, корней мало, граница со следующим горизонтом резкая;

В_1g(54-105 см) - иллювиальный оглеенный горизонт, светло-коричневый, рыхлый, с гнездами SiO₂, ржавыми пятнами оглеения, песчаный, влажный, корней мало, граница со следующим горизонтом ясная;

В₂С(105 см и глубже) - иллювиальный оглеенный горизонт, сизовато-желтый, мокрый, песчаный.

Грунтовые воды на глубине 105 см.

3.2 Характеристика пространственного размещения почв по основным элементам рельефа

В квартале 46 расположено 4 почвенных разностей. Это такие как: перегнойно-глеевая песчаная на ФГП (20), перегнойно-глеевая песчаная на ФГП (23), средне и сильноподзолистая глееватая песчаная на ФГП (35), сильноподзолистая глееватая песчаная на ФГП, подстилаемая КГП (36).Почва перегнойно-глеевая песчаная на ФГП (23) расположена на севере квартала и занимает лишь небольшую его часть. Почвы средне и сильноподзолистая глееватая песчаная на ФГП (35) и сильноподзолистая глееватая песчаная на ФГП, подстилаемая КГП (36), расположены в восточной части квартала; перегнойно-глеевая песчаная на ФГП (20) расположена в центральной и южной частях квартала и занимает большую его часть.

В квартале 36 расположено также 4 почвенные разности: перегнойно-глеевая песчаная на ФГП (20), луговая дерново-глеевая песчаная на флювиогляциальных песках (2), перегнойно-глеевая песчаная кочковато-болотная на аллювиальных песках (22), темноцветно-подзолистая глеевато-песчаная на двучленных отложениях флювиогляциальных песков и глауконитовых песков (40). Почва перегнойно-глеевая песчаная кочковато-болотная на аллювиальных песках (22) расположена в северо-восточном углу квартала, она не велика по площади. Почвы: перегнойно-глеевая песчаная на ФГП (20), темноцветно-подзолистая глеевато-песчаная на двучленных отложениях флювиогляциальных песков и глауконитовых песков (40) и луговая дерново-глеевая песчаная на флювиогляциальных песках (2) вытянуты с севера на юг, причем 40 занимает большую часть квартала, а 2 и 20 находятся на западе и востоке соответственно.

3.3 Детальная характеристика почвенных контуров и их соотношение на исследуемой территории

Рельеф кварталов 46 и 36, исключая детали, повышается с севера на юг. Почвы, располагающиеся на самых высоких элементах рельефа, на выкопировке из почвенной карты обозначаются номерами 35 и 36. Наименьший уклон местность имеет в центральной части 46-го и 36-го кварталов. На почвенной карте контур почвы № 40, приуроченной к этой местности, имеет самую большую ширину. Из этого наблюдения можно сделать вывод, что при большем уклоне быстрее меняются условия увлажнения и, следовательно, тип почвы. Простую оценку степени расчлененности контуров (КР) получим по формуле:

КР = S / 3,54 х vА,

Где S - длина границы контура, м;

А - площадь контура,м²

Результаты вычислений представлены в таблице 3

Таблица-3

Из таблицы видно, что в кварталах 36 и 46 преобладают не расчлененные почвы, за исключением почвы №2, которая является слаборасчлененной.

На следующей диаграмме представлено процентное соотношение площадей почвенных контуров.

4. Оценка плодородия лесных почв (связь почвы и растительности)

Лесорастительные условия - комплекс климатических, гидрологических и почвенных факторов, определяющих условия роста леса. В таксационных описаниях кварталов 37 и 47 используется типологическая классификация Е.В. Алексеева - П.С. Погребняка, в основе которой заложены два показателя: богатство и влажность почвы.

Распределение участков по степени плодородия почвы - трофотопы. Каждый трофотоп имеет свое обозначение и название. А - почвы бедные, трофотоп называется бор; В - относительно бедные почвы, трофотоп - суборь; С - относительно богатые почвы, трофотоп - сложная суборь; Д - богатые почвы, трофотоп - дубрава.

Распределение участков по степени влажности почвы - гигротопы. Каждый гигротоп имеет свое название и обозначение . 0 - очень сухие почвы; 1 - сухие; 2 - свежие; 3 - влажные; 4 - сырые; 5 - болотистые почвы.

Общие названия участков, характеризующиеся двумя показателями трофотопом и гигротопом называются - эдатопы. Пример: В2 - свежая суборь; С3 - влажная сложная суборь.

Для определения типа лесорастительных условий необходимо изучения таксационного описания исследуемых кварталов (представленное далее).

Таблица 4. ТАКСАЦИОННОЕ ОПИСАНИЕ КВ 36

Таблица 5 ТАКСАЦИОННОЕ ОПИСАНИЕ КВ. 46

Лесорастительные условия - комплекс климатических, гидрологических и почвенных факторов, определяющих условия роста леса. В таксационных описаниях кварталов 46 и 36 используется типологическая классификация Е.В. Алексеева - П.С. Погребняка, в основе которой заложены два показателя: богатство и влажность почвы.

Определение запасов основных элементов минерального питания

В наибольших количествах растениями потребляются азот, калий, фосфор. Определим обеспеченность макроэлементами насаждения на 4 выделе 36-го квартала. Площадь данного квартала 0,4 га, состав насаждений - лесные культуры из 10С+Б 70-летнего возраста. Полнота 0,7. Класс бонитета 1. Выдел расположен на - темноцветно-подзолистой глееватой песчаной на двучленных отложениях флювиогляциальных песков и глауконитовых песков почве.

Содержание элемента в почве является относительной величиной, поэтому оно может быть использовано только для общей оценки плодородия почв. Для конкретной оценки обеспеченности древостоя необходим запас усвояемой формы элемента в корне обитаемом слое почвы (в кг или т/га). Оценку ведут путем сравнения запаса элемента с его годичным выносом древостоем.

Рис 1

Из графика видно, сосне в 70-летнем возрасте необходимо: 2 кг фосфора, 9 кг калия и 25 кг азота.

Расчет количества усвояемых форм азота. Азот своим происхождением обязан микроорганизмам, которыми он поглощается из воздуха, затем используется растениями и по трофической цепи снова поступает частично снова в воздух, частично в почву. Недостаток азота тормозит фотосинтез сильнее, чем недостаток какого-либо другого элемента, вызывая в конечном итоге ухудшение роста растений. Запас доступных форм азота определяется исходя из известных в литературе материалов: что весь азот сосредоточен в гумусе почвы; в составе гумуса содержится 5 % азота (по Кононовой М.М.); ежегодно в лесных почвах разлагается с высвобождением азота 0,8 % запаса гумуса (по Адерихину Н.Г.)

Исходя из выше сказанного, рассчитываем массу горизонта

Затем, зная процентное содержание гумуса, находим массу гумуса в данном горизонте и его массу на га. Зная, что в гумусе содержится 5% азота и 0,8% гумуса высвобождается ежегодно.

Все расчёты оформляются в форме таблиц. Результаты занесем в таблицы.

Таблица 6 Расчет запасов усвояемых форм азота в темноцветно-подзолистой глееватой песчаной почвы на ФГП и ГП. по Н.П. Ремезову

По Н.П. Ремезову, гектару 70-летних сосны насаждений необходимо примерно 25 кг азота в год. Значит азота в почве недостаточно.

Расчет количества усвояемых форм фосфора. Фосфор содержится в горных породах, но в малом количестве. Растения концентрируют его в почве. Недостаток в почве подавляет ассимиляцию СО₂

Таблица 7 Расчет запасов усвояемых форм фосфора в темноцветно-подзолистой глееватой песчаной почвы на ФГП и ГП. по Н.П. Ремезову

Ежегодно растениям доступно 10 кг фосфора на гектар, а насаждениям сосны на данном квартале необходимо 10 кг. Поэтому фосфора в данной почве достаточно.

Расчет запаса калия. Калий в почве находится в достаточном количестве, однако он представлен в почве в основном малодоступными минералами -- полевыми шпатами. Калийная недостаточность характерна для многих местообитаний, особенно с торфяно-болотными и песчаными почвами (кроме почв на кварцево-глауконитовых песках).

Ежегодно растениям доступно кг калия на гектаре, а насаждениям сосны на данном квартале необходимо 10кг. Поэтому калия в данной почве достаточно.

Из расчетов усвояемых форм элементов минерального питания: калия, фосфора и азота; видно, что на нашем выделе № (36 квартала), где произрастает сосна в 70 -летнем возрасте, недостает кг азота в год. Но так как сосна возвращает в год приблизительно 60% потребленного ей азота и подлесок 10 выдела составляет лещина (лиственная порода), то в целом можно сказать, что данный выдел полностью обеспечен усвояемыми формами элементов минерального питания: азотом, фосфором и калием.

Из расчетов усвояемых форм элементов минерального питания: калия, фосфора и азота; видно, что на нашем выделе № (36 квартала), где произрастает сосна в 70 -летнем возрасте, недостает кг азота в год. Но так как сосна возвращает в год приблизительно 60% потребляемого его азота и подлесок 10 выдела составляет лещина (лиственная порода), то в целом можно сказать, что данный выдел полностью обеспечен усвояемыми формами элементов минерального питания: азотом, фосфором и калием.

Таблица 8 Расчет запасов усвояемых форм калия в темноцветно-подзолистой глееватой песчаной почвы на ФГП и ГП. по Н.П. Ремезову

Взаимосвязь почвы и типа лесорастительных условий (ТЛУ)

Таблица 9 - Типы лесорастительных условий коренных древостоев Брянского лесного массива

Таблица 10 - Связь почвы и типа лесорастительных условий

Из таблицы 10 и приложения 3 видно, что наиболее богатым по ТЛУ является квартал №46. Самой богатой почвой - перегнойно-глеевая песчаная на флювиогляциальных песках, которая занимает наибольшую площадь из всех представленных у нас почв.

5. Влияние почвенного плодородия на продуктивность лесообразующих пород

Рациональное ведение лесного хозяйства определяется экологическими требованиями пород лесообразователей к почвенно-грунтовым условиям, обеспечивая при этом максимальную продуктивность насаждений, т.е. почвенно-грунтовые условия должны обеспечивать максимальный лесорастительный и экологический эффект.

Почвы используются рационально, если территория объекта исследований и лесного хозяйства в целом занята ценными высокопродуктивными технологическими породами с разнообразным побочным пользованием, и выполняющая почвозащитную, водоохранную и водорегулирующую роль.

Лесные земли - участки лесного фонда, пригодные и предназначенные для выращивания насаждений. Разделяются на покрытые лесом, не покрытые лесом, несомкнувшиеся культуры, лесные плантации и питомники.

Не покрытые лесом земли - вырубки, лесосеки, пустыри и прогалины, редины, гари и погибшие насаждения.

Покрытые лесом земли - земли, занятые молодняками с полнотой 0,3 и выше; лесные культуры, переведенные в покрытую лесом площадь; участки, занятые кустарниками.

Нелесные земли - площади, не пригодные для выращивания леса без проведения специальных мелиоративных мероприятий (болота, скалы, гольцы, каменистые россыпи, пески, безлесные крутосклоны); воды, сельскохозяйственные угодья и площади специального назначения; лесные дороги, просеки, трассы линий высоковольтных электропередач и телефонные линии, торфоразработки, усадьбы и прочее.

Таблица 11 - Распределение типов почв по категориям лесных земель кв. 46

Таблица 11 - Распределение типов почв по категориям лесных земель кв. 36

6. Оценка плодородия почв и его лесоводческое значение

Оценка земель - это система мероприятий, направленных на получение информации как о качестве (бонитете) почв и почвенного покрова, так и по их (его) экономической ценности. Существенное различие состоит в том, что при оценке земель учитываются не только почвы и почвенный покров территории, но и характеристика географического пространства в экономическом аспекте (площади, расстояния, обеспеченность коммуникациями, трудовыми ресурсами, конкурирующие землепользования).

Экономическая оценка лесных земель показывает на сколько правильно организованно их использование для получения максимального эффекта с минимальными затратами труда и средств. Важнейшим показателем экономической оценки является общая стоимость полученной продукции (валовой доход), общая величина затрат на производство урожая, чистый доход. Экономическая оценка земель учитывает не только плодородие почв, но и все затраты на получение продукции.

Бонитировка почв и оценка земель являются составными частями земельного кадастра.

Показателем качества почв является бонитет, количественный показатель, обычно выражаемый в баллах по отношению к наилучшей почве, балл, который принимается за 100. В результате бонитировки устанавливают, на сколько одна почва лучше другой по своим физическим, химическим, биологическим свойствам и продуктивности.

Бонитировка почв, или качественная оценка земель - это сравнительная оценка качества почв, их потенциального плодородия по отношению к другим природным или культурным фитоценозам.

Бонитировка представляет собой раздел почвоведения, который изучает методы оценки качества почв по их плодородию на основе природных свойств этих почв по данным, сопоставимым с уровнем рационального ведения лесного хозяйства и интенсивности земледелия. Бонитировку почв можно рассматривать как специализированную прикладную классификацию почв по их потенциальному плодородию, построенную на объективных почвенных показателях, коррелирующих с продуктивностью и качеством произрастающих или выращиваемых на них растений. Понятие «бонитировка» происходит от латинского слова bonitas - доброкачественность.

Бонитировка лесных почв является основой учета качества почв, отличающихся плодородием, основой для решения лесоводческого вопроса - степени соответствия биологии произрастающих древесных пород почвенно-грунтовым условиям. Для установления связи между свойствами почв и продуктивностью насаждений используют графические и математические методы.

С помощью математических методов из многих признаков отбираются те, которые имеют высокие коэффициенты корреляции с продуктивностью насаждения. За 100% принимаются признаки и свойства почв с наибольшей продуктивностью насаждений. Свойства менее плодородных почв вычисляют по отношению к свойствам лучшей почвы.

Оценку в баллах бонитета получает каждый признак или каждое свойство почвы. Затем все баллы складывают и делят на число отобранных признаков. Получают почвенно-бонитировочную шкалу по измеряемым свойствам почв, коррелирующим с продуктивностью насаждений. Эта шкала является специализированной для лесного хозяйства качественной классификацией почв. Уровень плодородия почвенно-грунтовых условий сказывается на форме, составе, высоте и других лесоводственных и таксационных признаках насаждений. Если измерить средние высоты на различных почвах и указать их в классах бонитетах или баллах, взяв за 100 лучшую почву, то полученная почвенно-бонитировочная шкала оценивает эффективное плодородие в баллах, одновременно показывающих степень относительного соответствия насаждений почвенным условиям. Такая шкала отражает влияние почвенно-грунтовых условий на продуктивность насаждений и называется почвенно-бонитировочной шкалой по продуктивности насаждений. Почвенно-бонитировочные таблицы составляются для нескольких древесных пород, отличающихся биологическими и экологическими свойствами, а также для отдельных хозяйств, районов, областей, зон и всей страны. Такие таблицы могут использоваться и для территорий не занятых лесом, так как они отражают относительное качество почв по их свойствам. В полных бонитировочных таблицах указывается тип леса, состав, полнота, запас и другие таксационные признаки насаждений. Почвенно-бонитировочные таблицы используются при проектировании совместно с почвенными картами и данными лесоустройства. Основой для оценки лесорастительных свойств почв служит почвенная карта с морфологическим описанием почв и почвообразующих пород, их физико-химические свойства, характеристика произрастающей на этих почвах растительности. Почвы с близкими лесорастительными свойствами могут объединятся в хозяйственные группы, для которых подбираются наиболее продуктивные и экономически выгодные древесные породы и разрабатывается система хозяйственных мероприятий (лесокультурные работы, реконструкция насаждений, рубки ухода, главные рубки и т.д.).

Заключение

Природный растительный покров Брянщины разнообразен. Лесные насаждения представляют большой потенциал для народного хозяйства.

Умеренно-континентальный климат, подзолистые почвы и почвы поверхностного заболачивания, равнинный рельеф позволяет произрастать разнообразному травянистому покрову и древесным породам. Учебно-опытный лесхоз, находится в зоне широколиственных лесов. На исследуемых кварталах 136,46 преобладают: береза, сосна, ольха, ель. Встречается: дуб, ясень, липа, осина. Насаждения среднего возраста, отдельные деревья 100 и более лет. Разнообразие древесных пород связано с достаточно разнообразными почвами. Почвы кварталов 36, 46 имеют достаточно богатый запас элементов питания необходимый для роста лесных насаждений, травяного покрова, мхов, которые встречаются в виде пятен. Большинство насаждений I класса бонитета, с полнотой 0,8. Для улучшения состава древесных пород следует провести частичную вырубку березы.

Одним из факторов определяющих рост леса, общий запас древесины, выход недревесной продукции считается почва. Прослеживается взаимосвязь между составом растительности, запасом древесины, животным миром. Присутствуют факторы определяющие развитие и продуктивность фитоценоза.

Общая закономерность - чем беднее почвы (пески, торф верховой) - слабо (средне) подзолистые почвы, тем менее разнообразен состав древесных пород. На 46 квартале почвы плодороднее, чем на 36 квартале.

Снабжая растения питательными веществами, в почве накапливается, особенно в верхних гумусовых горизонтах, углерод, азот, фосфор, сера, кальций. В этом заключается одна из важнейших функций почвы - концентрировать, накапливать элементы в верхней части литосферы. Учебно-опытный лесхоз, в том числе 36 и 46 кварталы расположены между городом Брянском и поселком Белые берега. Ведущая отрасль промышленность. В Белых берегах находятся бумажная и мебельные фабрики, ГРЭС. Леса лесхоза являются производственной базой для исследования и опытных работ. Лесные массивы пересекают железнодорожные магистрали, асфальтированные дороги. Основная масса древесины перевозится по шоссейной дороге, используются просеки, грунтовые дороги. Лес источник не только древесины, но и многого другого, доход от которого в ряде случаев превышает стоимость древесины. Рентабельнее сохранить лес, чем вырубить его как источник товарной древесины. Кадастровая оценка земель позволяет учесть возможность использования каждого гектара земель, чтобы получить экономическую выгоду. Таксовая оценка и бонировка земель дает возможность организовано вести хозяйственную деятельность.

Лес для человека - это значительно больше, чем ценность материальная, это, прежде всего средство общения с природой, надежный путь к укреплению физического и духовного здоровья.

Список использованной литературы

1. Справочник по климату СССР. Вып. 28, части 2.3.4. Ч.Л., Гидрометеоиздатель, 1965, 1966, 1968

2. Роде А.А., Смирнов В.Н. Почвоведение. - М.: Высшая школа, 1972.- 480с.

3. Классификация почв России / составитель Л.А. Шишов и др. - М: Почв. Ин - т им В.В. Докучаева, РАСХН, 2000.- 240с.

4. Методические указания по курсовому проектированию для студентов заочного обучения лесохозяйственного факультета (специальности 250201) / З.Н. Маркина В.А. Егорушкин - Брянск, БГИТА, 2005

5. В.Д. Зеликов - Почвоведение с основами геологии / 3-е издание - Москва, Изд. МГУЛ, 2008

6. Почвы таёжно-лесной зоны и Брянского лесного массива: метод. пособие для студентов очного и заочного обучения по направлению 2068029 «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство»/ Брян. гос. инженер.-технол. акад.; сост.: З.Н. Маркина, В.И. Шошин, Л.А. Соколов, В.А. Егорушкин, Д.А. Костюченко, С.И. Марченко. - Брянск, 2007. - 78с.