Новости
Особенности лесных ценозов как почвообразователей
29.10.2015
Лесной биогеоценоз включает могучую многоярусную растительную формацию (несколько ярусов древесных, ярус кустарников, ярус высоких трав, ярус низких трав, ярус мхов, ярус водорослей и лишайников, ярус лесной подстилки с грибами, ярус корневых систем растений), а также совокупность почвенных горизонтов и иногда горизонты почвенно-грунтовых вод. Леса густо заселены специфической фауной позвоночных и беспозвоночных, которая теснейшим образом связана с растительностью и почвами лесных ландшафтов.
Высота деревьев достигает 15—25, 30—50 м. Суммарная фитомасса лесной растительности колеблется в пределах 3—5 тыс. ц/га, достигая в тропиках 15—17 тыс. ц/га. При этом 500—1000 ц/га приходится на долю ризомассы, т. е. корней (рис. 74). Древесные растения развивают мощную корневую систему, которая, кроме того, обладает большой активной поверхностью. Однако в возрасте после 20—30 лет доля тонких корней в-биомассе деревьев заметно снижается. То же происходит с суммарной длиной и поверхностью тонких корней (табл. 81).
Общая поверхность сосущих корневых окончаний столетней сосны на 1 га составляет до 1,5 га. Корешки хвойных развивают повышенную кислотность почвенной среды. Так, в ризосфере сосны, па наблюдениям Е.М. Самойловой, концентрация водородного иона всегда выше (на 0,2—0,4, а иногда на 0,5—0,8 pH), чем вне ризосферы. В растворении веществ и в подкислении среды большая роль принадлежит также микоризе. Она продуцирует хелатные соединения, которые по силе растворения и экстракции нередко превышают действие кислот.
Корни древесных пород распространяются горизонтально от ствола на 5—20 м и углубляются до 10 м, есть указания на случаи их проникновения даже до 50 м. Крупные корни, разрастаясь, развивают огромное давление и, используя трещины, способны разрушать скалы и монолитные породы.
Главная роль в лесном почвообразовании принадлежит наземному опаду и тонким корням. Глубина проникновения тонких корней древесных сильно варьирует. У лиственных пород они проникают до 100—150 и даже 225 см, а у ели значительно мельче (40—60 см). При этом 60—70% ризомассы лиственных пород сосредоточено в верхнем 30-сантиметровом слое, заметное количество (около 20—25%) корней имеется на глубине 30—50 см. У хвойных же до 95% ризомассы сосредоточено в верхних 0—30 см. Самые тонкие корешки на 90% сосредоточены в верхних 0— 10 см почвы. Сосущие корни дуба и липы с диаметром меньше 0,3 мм также находятся главным образом в верхнем 0—5-сантиметровом слое почв (80—90% от общего запаса этих корней). Количество таких корней составляет около 0,82 г/га; они ежегодно обновляются. Эта фракция корней дуба весьма богата кремнием, железом, алюминием, калием, фосфором (табл. 82), и именно она, по-видимому, способствует формированию плодородных почв под дубравами. Корни древесных оставляют в почве разветвленную сеть вертикальных пустот и трубок, которые используются почвенной фауной; эти пустоты усиливают также ток нисходящих растворов.
С корнями деревьев всегда связана микориза, а в ризосфере древесных обитает значительное количество бактерий. Поэтому в ризосфере деревьев на полпорядка — на порядок повышена численность простейших по сравнению со средним их содержанием в почвах. В еловом лесу совокупность корней древесных в верхнем горизонте занимает до 15% объема почвы и до 34% ее общей порозности.
Вместе с животными и гумусом корни древесных составляют около 19% объема горизонта A1, а по отношению к пористости до 43%. По-видимому, вся некапиллярная пористость верхнего горизонта живой почвы в лесу занята корнями, животными и микроорганизмами (табл. 83), до минимума снижая степень аэрации почвы. Эти количественные характеристики показывают, насколько мощным и специфическим фактором почвообразования являются корневые системы деревьев.
Необходимо также учесть, что основная часть фитомассы лесной растительности приходится на долю ветвей, стволов, пней, комлей и крупных многолетних корней (80—85% всей биомассы). Эти органы отличаются долголетием (100—200—500 лет, а для некоторых древесных до 2000 лет).
Листья и хвоя составляют 5—10% от фитомассы, а наиболее тонкие активные корешки — 10—15%. Листья и хвоя, которые по химическому составу сильно отличаются от стволов, за 10—20 лет, по-видимому, перекрывают биомассу древесины. Тонкие проводящие корни живут относительно короткое время, 6—8 лет. Специфической особенностью лесного почвообразования является выключение из биологического круговорота на столетия минеральных соединений, вошедших в состав древесины и крупных корней. Относительно быстрая оборачиваемость элементов, входящих в состав листьев, хвои и тонких сосущих корешков, является другой особенностью лесного почвообразования (рис. 75).
Леса, особенно лиственные, очень плотно заселены животными организмами, которые выполняют большую работу по нервичному разрушению фитомассы (табл. 84) и по перемешиванию почвы. В мало нарушенном лесу всегда имеется так называемая лесная подстилка, состоящая из свежего и полуразложившегося опада, закрывающего поверхность почвы. Ежегодно в лесу синтезируется огромное количество свежего органического вещества (60— 130 ц/га в лесах умеренного климата, 250—325, до 500—1500 ц/га в лесах субтропических и тропических). Близка к этому величина ежегодного опада и поступления отмершего органического вещества в подстилку (40—90; 200—250 и до 500 ц/га соответственно, табл. 85).
- Особенности круговорота минеральных веществ под литофильными растениями
- Почвообразование под покровом литофильных мхов
- Почвообразование под покровом лишайников
- Почвообразование под влиянием наскальных микроорганизмов
- Микроэлементы в почвах
- Закономерности миграции микроэлементов на суше
- Источники микроэлементов в почвах
- Значение и роль микроэлементов в почвах
- Схема дифференциации продуктов выветривания и почвообразования на русской равнине
- Почвенно-геохимические ландшафты