Таежно-лесная зона

После рубки леса возможны следующие варианты смен видов землепользования: Лес - вырубка - лес путем естественного зарастания; Посадка лесокультур сразу по вырубке; Сенокос по вырубке (суходольный луг).

Наибольшее внимание исследователей динамики почв привлекли вырубки в южной тайге на вторичных моренных равнинах с покровом пылеватых суглинков. Были выявлены несколько вариантов дерново-подзолистых почв, соответствующих разным стадиям развития вырубок. Рассмотрим их подробнее на основании работ Ю.А. и В.Т. Орфанитских (1971)', В.С. Шумакова и В.Н. Кураева (1985)2, Л.О. Карпачевского и др. [XVIII] (1986) и собственных материалов с точки зрения пространственных различий в нарушенных почвах и стадийности зарастания вырубок лесом с соответствующими изменениями свойств почв. Изменения почвенного профиля и строения почвенного покрова зависят от сезона лесозаготовительных работ, технологии лесозаготовок, последующего использования лесосек. Любая технология нарушает почвенный профиль и почвенный покров.

На вырубках образуются следующие участки с разными вариантами нарушений (рис. 3.1): лесовозный волок (10-20% площади), наиболее нарушенная часть лесосеки, с резкими перепадами высот; к верхним почвенным горизонтам примешано до 80% порубочных остатков. Почва уплотнена и оглеена, часто заболочена; трелевочные участки с бороздами и ямами глубиной до 40-70 см, занимают до 20% площади вырубки; участки со средней степенью нарушенности, наиболее распространенные на вырубке - до 50%; повышения у пней и пространства с сохранившимися лесными почвами (около 10% площади); заболоченные западины и ямы.

Почвенные профили лесовозного волока проходят стадию заболачивания, как и почвы участков трелевки.

Рис. 3.1. Схема свежей вырубки в Тверской области (Тощева, 1988') 1 Тощева Г.П.

В почвах средненарушенных участков, на микроповышениях, более отчетливы проявления гумусово-аккумулятивного процесса. По мере зарастания вырубки развиваются процессы накопления торфа и оглеения. Аккумулятивно-гумусовый и глеевый процессы распространяются и на ненарушенные почвенные профили вокруг пней.

Механические нарушения почв рубками формируют искусственные слои, которые при зарастании лесосек начинают трансформироваться в почвенные горизонты. Стадии зарастания вырубок с соответствующими проявлениями процессов эволюции дерново-подзолистых суглинистых почв хорошо известны, возрастные границы стадий близки в разных частях таежно-лесной зоны (рис. 3.2).

Рассмотрим особенности почвенных процессов отдельных стадий лесовосстановления на примере елово-мелколиственного подмосковного леса. Учитывая пестроту нарушений на вырубках, для анализа сукцессий растительных сообществ и соответствующих трансформаций дерново-подзолистых почв выбран «фоновый» средненарушенный участок.

Вырубки до 5 лет. Удаление древесной растительности сильно влияет на микроклимат территории. Существенно изменяется температурный режим. Поверхностный слой почвы прогревается на 2-4°С сильнее, чем в лесных почвах. Молодым вырубкам соответствуют оглеенные по- верхностно-турбированные дерново-подзолистые почвы с насыпным горизонтом R, состоящим из материала других, преимущественно верхних горизонтов. К нему примешаны порубочные остатки, измельченная подстилка и остатки растений мохово-травянистого яруса. При рубках и последующих посадках 2-4-летних саженцев отмечается разрушение исходной структуры, неравномерное уплотнение, образование микрорельефа, что создает условия для локального избыточного увлажнения.

Вырубки 5-10-летнего возраста (или до 5 лет в случае более слабых механических нарушений) представлены злаково-влажнотравно-щучко- выми сообществами с малиной. Они характеризуются присутствием маломощного дерново-гумусово-аккумулятивного горизонта со слабой структурностью, светлой окраской, насыщенностью корнями и интенсивным оглеением («заболачиванием» как первым этапом сукцессион- ного цикла, по А.П. Кощееву1).

На следующей травяно-лесной стадии (10-20 лет существования вырубки) продолжается глубокое преобразование перемешанных слоев. Верхний горизонт, относительно темный и насыщенный корнями, [XIX]

достигает мощности 10 см. Он имеет несколько большую мощность во влажных почвах, где также заметнее сдвиг значений pH в кислую сторону. Для данной стадии характерно начало процесса «разболачивания» - уменьшение количества мелких железистых конкреций, исчезновение сизоватых тонов окраски. Заметно возрастает содержание легкоподвижных форм железа, достигая наиболее высоких значений в рассматриваемом ряду почв.

Рис. 3.2. Эволюция почвенных профилей на вырубках (Тощева, 1988)

Формирование лесного ценоза через 20-40 лет после рубки улучшает дренированность сильно нарушенных участков, что приводит к замедлению процессов заболачивания; идет накопление лесного опада и формирование подстилки.

На почвах старых вырубок (40-60 лет) формируется лесная подстилка, дифференцированная на 2 слоя (L и F), мощностью 2-4 см. Дерновогумусовые или грубогумусовые горизонты более ранних стадий трансформируются в гумусово-аккумулятивные или гумусово-элювиальные горизонты небольшой мощности, они подстилаются переходным осветленным горизонтом, вероятно, «остаточным» от предыдущих стадий. Почвы, прошедшие стадию заболачивания, имеют хорошо выраженный ортштейновый осветленный элювиальный горизонт. Содержание гумуса в верхнем горизонте приближается к таковому в почвах коренных лесов, продолжается слабое подкисление.

По достижении новым лесным ценозом возраста 60-100 лет почвы еще отличаются от почв ненарушенных лесов. В поверхностных горизонтах встречаются осветленные остатки элювиального горизонта и глинистые фрагменты иллювиального, частично утратившие исходную оре- ховатую структуру и бурый цвет.

jh В восстановленных лесных сообществах почвенный покров приобут/ ретает черты, характерные для южнотаежного леса.

Почвы на вырубках в средней тайге характеризются более сильным оглеением, как начальным, так и сохраняющимся после завершения сук- цессионного цикла, меньшим развитием признаков аккумулятивно-гумусового процесса при слегка более растянутых сроках смены аналогичных стадий. В северной тайге сплошные рубки вызывают более резкие изменения почвенных процессов и почв, вплоть до необратимого перехода относительно дренированных почв подзолистого ряда в переходные к болотным (глееподзолистые —» торфянисто-подзолисто-глееватые —gt; торфяно- подзолисто-глеевые), т.е. изменения почв «выходят за рамки» типа.

¦ ¦ ¦

«Сенокос или суходольный луг по вырубке» существует в таежной зоне до тех пор, пока поддерживается система сенокошения и/или достаточно интенсивного выпаса, препятствующая естественному возобновлению кустарниковой, а затем - лесной растительности. Сформировавшийся на молодой вырубке аккумулятивно-гумусовый горизонт развивается под сенокосом или пастбищем; обычно он сохраняет устойчивые признаки поверхностной глееватости. Если режим сенокошения-выпаса прекращается, постепенно возобновляется вторичный, или условно-коренной лес, однако достаточно длительное время сохраняются признаки аккумулятивногумусового почвообразования. Так, гумусовые горизонты фиксировались в столетних ельниках по суходольному лугу. Поэтому при зарастании вырубок вторичных лесов формирование почв, свойственных ранним стадиям сукцессий, идет быстрее, чем на вырубках по «целинным» лесным почвам.

Сопряженный анализ свойств почв таежно-лесной зоны и исторических материалов, проведенный разными исследователями, приводит к выводу о частой смене видов землепользования (пашня - луг - лес) и далеко не повсеместном отражении их последствий в памяти почв.