Поиск

Лесная подстилка, ее особенности и значение
29.10.2015

Большую специфику в лесное почвообразование вносит так называемая лесная подстилка, т. е. покров из свежего и полуразложившегося опада, закрывающего почву с поверхности. Подстилка на длительное время выводит из почвообразования и биологического круговорота огромные массы зольных веществ и биофильных элементов. Так, в хвойномоховом лесу образуется обильная лесная подстилка, вес которой достигает 20—70, а иногда и 100 т/га. Подстилка содержит до 1000—3600 кг/га минеральных веществ и до 500—800 кг/га азота. Из хвои и листьев очень легко выносятся водами соединения калия и азота, медленнее соединения фосфора, серы, магния. Кальций, кремнезем и полуторные окислы дольше всего сохраняются в разлагающемся опаде и в подстилке.
До 40—60% от суммы атмосферных осадков в хвойных лесах фильтруется через подстилку и почву, уходит на питание грунтовых вод. При этом уносятся все те минеральные и органические вещества, которые переходят в раствор в процессе разложения и промывания растительной массы. То же происходит и с водами поверхностного и бокового подземного стока. Потери веществ, вовлекаемых лесом в биологический круговорот, тем более велики, чем больших размеров достигает промывание почвы. Почти полностью выносятся вещества, вымываемые из опавшей растительной массы тропического леса. Велики потери и в таежных лесах. Почвы широколиственных лесов теряют сравнительно мало элементов питания, вовлекаемых в биологический круговорот.
Водный режим местности под пологом лиственных лесов в умеренно теплом климате Европы и Азии характеризуется значительно меньшими крайностями, чем водный режим области хвойных лесов. Скорость же разложения подстилки в этом типе леса значительная, и поэтому запасы подстилки в лиственных лесах меньше. Интенсивность процессов выщелачивания здесь также значительно слабее; поэтому продукты минерализации растительного опада и подстилки под пологом широколиственных лесов отличаются всегда более высокими концентрациями щелочных земель и щелочей.
В Каменной степи в широколиственных насаждениях в возрасте около 50 лет вес подстилки достигает 30—32 т/га. Обычно же подстилка в широколиственных лесах невелика и составляет 2—20 т/га. Общее количество золы, содержащейся в таких подстилках, равно 200—1000 кг/га, но достигает иногда 3300—3700 кг/га.
В подстилке различается несколько горизонтов по степени разложения опада. Она обладает очень высокой емкостью поглощения, содержит большое количество обменного кальция и в то же время характеризуется значительной кислотностью, которая возрастает с глубиной. Подстилка лиственных всегда относительно богаче зольными элементами, отличается меньшей кислотностью и большей степенью насыщенности, чем подстилка в хвойных насаждениях (табл. 90, 91).
Вследствие этих различий лесные подстилки разных лесов продуцируют различающиеся по природе и роли в почвообразовании гумусовые вещества. По химическому составу и по характеру влияния на почвообразование С.В. Зонн разделил лесные подстилки на четыре группы (табл. 90).
Очевидно, что наиболее интенсивное разрушение первичных и вторичных минералов и вынос подвижных продуктов почвообразования на фоне промывного водного режима будет происходить под покровами хвойных лесов и фульватных подстилок. Однако промывной тип водного режима в общем характерен и для лиственных лесов, и здесь он ведет к господству выноса над аккумуляцией. Именно поэтому веды рек лесных областей имеют низкие общие концентрации, порядка 0,01—0,2 г/л, но благодаря многоводности уносят с собой большие количества соединений кальция, калия, натрия, хлора, серы, кремния, прошедших через биологический цикл.

Лесная подстилка, ее особенности и значение
Лесная подстилка, ее особенности и значение

Таким образом, древесная растительность выполняет колоссальную биогеохимическую и почвообразующую работу, мобилизуя минеральные вещества горных пород и подпочвенных горизонтов и перебрасывая их в форме подвижных соединений в верхние горизонты почвы и подстилку. Лесная растительность с помощью биологического круговорота аккумулирует в приповерхностных горизонтах почвы массы минеральных веществ, пригодных для потребления последующими поколениями различных растений, «удерживает» эти вещества в живых и полуразложившихся тканях, противостоя элювиальному процессу.
Такие дефицитные в почвах гумидных областей элементы минерального питания растений, как фосфор, кальций, калий, сера, многократно вновь захватываются организмами. Однако промывной тип водного режима довлеет в суммарном балансе минеральных веществ, которые постепенно выносятся из ландшафта. С другой стороны, лесная растительность готовит наиболее геохимически подвижные компоненты к выносу почвенно-грунтовыми и речными водами из сферы автоморфного почвообразования в дельты и поймы рек, т. е. в сферу гидроморфного почвообразования и в океан. Вместе с тем значительная часть минеральных веществ, отмерших тканей древесных растений служит источником для образования вторичных почвенных минералов. Таковыми являются вторичный кварц (в большинстве случаев образующийся путем кристаллизации опаловидного кремнезема фитолитарий и диатомовых), тонкодисперсные гели гидроокислов железа, а также вторичные алюмосиликаты, образованные взаимодействием биогенного кремнезема, окислов алюминия и железа.
Вынос щелочей и щелочных земель наряду с низкой зольностью и агрессивностью органических кислот, образующихся под пологом хвойного леса, приводит к подкислению циркулирующих в подстилке и почвенных горизонтах растворов.
Лесная подстилка, ее особенности и значение

Кислотность почвы в хвойных и некоторых лиственных лесах усиливается за счет выщелачивания дождевыми водами веществ кислотной природы из живых листьев, хвои, коры (табл. 92). Подкисление до pH — 3,3—4,5 может быть вызвано жизнедеятельностью мхов и лишайников. Так, например, по данным Н.Н. Степанова и Гесельмана, pH фильтратов из лизиметров, заполненных листвой и хвоей, отличается весьма сильно. Хвоя дает фильтраты с pH около 6 и ниже, в то время как листва дает фильтраты с pH = 7—8. Водная вытяжка из хвои ели дает pH около 4, а из подстилки пихты и сосны — 4,5—4,6. Водные вытяжки из листьев бука, лещины и других обычно имеют pH около 7.
Такое резкое различие в реакции растворов, извлекающих растворимые продукты из листьев и хвои, объясняется различной зольностью хвои и листьев и ничтожным количеством щелочных земель и щелочей, переходящих из хвои в почвенные растворы (табл. 92, рис. 76 и 77).
Лесная подстилка, ее особенности и значение

При низкой зольности подстилка может иметь pH около 3,5—4, генерируя агрессивные гумусовые кислоты. Нейтральная или слабощелочная реакция типична для лесной подстилки лиственных лесов, что обязано относительно большому содержанию в ней соединений кальция, магния, калия и в целом повышенной зольности.
Почвенные растворы, содержащие значительные количества соединений кальция, калия и магния биогенного происхождения, поддерживают нейтральную или слабощелочную реакцию, ослабляя развитие подзолообразовательного процесса и способствуя образованию бурых лесных почв.