Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии

Неоднородность подзолистых почв в биогеоценозах южной тайги

Автореферат докторской диссертации по биологии

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА

Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |

 

ГЛАВА 1. Состояние проблемы

В данной главе рассматриваются общие представления о формировании иа эволюции подзолистых почв, а также становление взглядов на происхождение и развитие их неоднородности.а Несмотря на то, что с самого зарождения почвоведения как науки почвам подзолистого типа уделяется самое пристальное внимание, до сих пор остается немало дискуссионных моментов и положений, касающихся их генезиса иа развития (Роде, 1964; Кауричев, 1968; Зонн, 1969, 1971; Дюшофур, 1970; Зайдельман, 1974, 1998, 2009, 2010 и др.). Принимая во внимание, что процесс подзолообразования - это процесс, который идет в основном под пологом таежно-лесной растительности умеренного пояса и при этом огромные территории на протяжении уже длительного времени вовлекаются в сельскохозяйственное использование (и наоборот), становится понятным многообразие его проявлений и сложность организации встречающихся в реальной обстановке почвенных профилей. Будучи хорошо дифференцированными в морфологическом и иных отношениях, они представляют собой удобный объект для изучения всевозможных отклонений от обычного хода почвообразования. Именно подзолистые почвы являются уникальным примером почвенного биоразнообразия и пестроты почвенного покрова, отражая полицикличность происхождения и современного их состояния (Герасимов, 1975). Осознание необходимости учета и фиксации проявляющейся неоднородности почв при проведении как фундаментальных, так и прикладных исследований вынуждает почвоведов все чаще обращать внимание на данное явление (Карпачевский, 1977, 2001, 2005; Дмитриев, 1983, 1988, 2001; Самсонова, 2003, 2007; Медведев, 2007, 2009 и др.). На фоне успешно развивающихся представлений о неоднородности почв с позиции структуры почвенного покрова (Фридланд, 1965, 1972; Годельман, 1981; Крупеников, 1992 и др.) для исследователя остаются открытыми еще много вопросов, среди которых важное место занимает проблема формализации подходов и взглядов, касающихся изучения данного явления. Предпринимавшиеся в этом отношении перспективные попытки решить стоящие задачи с помощьюа представлений о почвенном индивидууме (педоне по Cline, 1949) столкнулись с рядом трудностей теоретического и прикладного характера (Карпачевский, 1966, 1968; Козловский, 1970, 2003; Козловский, Сорокина, 1972; Дмитриев, 1983 и др.). В настоящее время активно привлекаются для решения ряда вопросов, связанных с неоднородностью почв, представления об уровнях организации почвенных тел (Воронин, 1979; Шеин, Милановский, 2001; Самсонова, 2003), способах отбора образцов и размерах элементов опробования (Дмитриев, 1983; Самсонова, 2003 и др.). Основополагающими в системе современных взглядов на оценку неоднородности почв являются концепция почвы-памяти и почвы-момента (Таргульян, Соколов, 1976, 1978), развивающая идеи Л.Г.Раменского (1938) о цено- и палингенетических свойствах почв, и сформулированная И.И.Васеневыма (2003, 2008) концепция почвенных сукцессий, как формы эволюции почв в различных экосистемах.

ГЛАВА 2. Методология, методы и объекты исследования.

2-1. Физико-географические условия районов исследования.

Работа проводилась на четырех стационарах, расположенных в южно-таежных районах Европейской части России: биогеоценологическая станция ИЭМЭЖ РАН Малинки (Московская обл.), Учебно-опытный почвенно-экологический центр (УОПЭЦ) МГУ Чашниково (Московская обл.), Бородинский военно-исторический музей-заповедник (Московская обл.), Центрально-лесной государственный биосферный заповедник (ЦЛГБЗ, Тверская обл.). Отдельные исследования выполнены в средне-таежной подзоне, граничащей с южной тайгой, северо-востока Европейской части России в Сысольском районе (административный центр г.Визинга) Республики Коми на стационаре Института Биологии отделения Коми РАН.а

Малинкский стационар находится на территории Краснопахорского лесхоза, расположенного в 50-60 км от Москвы. Территория лесничества расположенаа на водоразделе верховий рек Пахры и Десны. Почвенный покров района исследований сформирован дерново-подзолистыми почвами разной степени дерновости и оподзоленности, развитыми на покровных суглинках, подстилаемых мореной (Карпачевский, 1977). Возможно, выклинивание морены на глубине до 1 м.

ЦЛГБЗ расположен в юго-западной части Валдайской возвышенности. Почвенный покров заповедника представлен почвами, формирующимися в результате протекания трех основных почвообразовательных процессов - дернового, подзолистого и болотного. В настоящее время на территории ЦЛГБЗ выделены следующие типы и подтипы почв: дерново-подзолистые, дерново-палево-подзолистые, подзолистые, подзолисто-болотные и болотные (Строганова с соавт., 1979). Почвообразующие породы заповедника представляют сложное сочетание надморенных, межморенных и моренных отложений, различных по гранулометрическому и литологическому составу.

Территория УОПЭЦ Чашниково расположена на южных склонах Клинско-Дмитровской гряды. Почвенный покров водоразделов представлен дерново-подзолистыми почвами разной степени оподзоленности и оглеенности: дерново-средне- и сильноподзолистые неоглеенные и грунтовооглееные легко- и среднесуглинистые почвы на покровных суглинках, подстилаемых мореной; дерново-среднеподзолистые грунтовооглееные и глееватые легкосуглинистые почвы на покровных суглинках, подстилаемых мореной (Васильевская с соавт., 1999).

Территория Бородинского заповедника расположена в Можайском районе Московской области. Почвенный покров заповедника отличается большим разннообразием, хотя все встречающиеся почвы являются типичными для нзоны южной тайги: почвы подзолистого типа, а также луговые и болотные. На большей части территории заповедника почвообразующими породами являются покровные суглинки, подстилаемые мореной, которая под разными углами иногда выклинивается к поверхности.

В Республике Коми исследования проводились на водораздельной территории между реками Сысола и Вычегда. Почвенный покров района исследованийа определяется его принадлежностью к средне-таежной подзоне, граничащей с южной тайгой (Забоева, 1975). Здесь развиваются автоморфные и полугидроморфные почвы на суглинках или супесях, подстилаемых суглинками по приречным склонам и увалам. В межувалистых понижениях, а также на плоских междуречьях, где происходит застаивание атмосферных осадков, формируются торфянисто-подзолисто-глееватые почвы, относящиеся к типу болотно-подзолистых почв.

2-2. Методологические и методические аспекты и объекты исследования.

При выполнении работы были использованы биогеоценотический (зависимость характера и специфики развития почв от принадлежности к конкретному биогеоценозу) и эколого-генетический (связь генетических особенностей почв с их местообитанием) подходы.

В качестве основного полевого метода исследований применялся профильно-катенный способ опробования (закладка традиционных разрезов и реже используемых в практике почвоведения траншей по параллельным и взаимно перпендикулярным линиям опробования с учетом геоморфологии). Отбор почвенных образцов фиксированного объема (как правило, 100 см3) производился по глубинам с заданным шагом и точным определением их принадлежности к генетическим горизонтам. Выполнялось детальное описание почвы с зарисовкой всех особенностей морфологического строения стенок разрезов и траншей с помощью пантографа (Дмитриев, 1979), часть материалов документировалась с помощью фотосъемки. Для решения поставленных задач методические подходы включали, как комплексный подбор датированных природных объектов, так и привлечение данных полевого модельного опыта, имитирующего педотурбации разного генезиса и масштаба. Методологически выполненные исследования базировались на общей оценкеа неоднородности почв в последовательном ряду сменяющихся экосистем (рис.1).

формирование древесного яруса

а

Рис. 1. Схема замкнутого цикла последовательной смены биогеоценозов.

ГЛАВА 3. Неоднородность почвенного покрова лесных биогеоценозов.

3-1. Ветровал и неоднородность почвенного покрова лесных биогеоценозов.

В лесных биогеоценозах наибольший вклад в создание и поддержание неоднородности почвенного покрова вносят явления, связанные с вывалом деревьев (Скворцова, Уланова, 1977; Васенев, Таргульян, 1994, 1995; Lutz, 1940; Stephens, 1956). Формирующиеся при этом ветровальные почвенные комплексы (ВПК) являются неотъемлемым элементом структуры почвенного покрова в лесу и по площади могут занимать до 90 % территории (Карпачевский с соавт., 1968; Дмитриев с соавт., 1979; Скворцова, 1979; Lyford, MacLean, 1966).

Морфологическое строение почв ВПК на разных уровнях их организации. Внешний облик ВПК во многом определяется формированием при вывале деревьев характерного ветровального микрорельефа (обычно сочетания бугра и западины). Внутреннее их строение зависит от типа ландшафта, особенностей литогеоморфологической обстановки и генезиса почв, породы и размеров выпавшего дерева, характера перемещения почвенной массы, возраста ВПК и др. Выявлены общие и частные механизмы формирования и функционирования ВПК разного типа и возраста, позволившие вскрыть основные закономерности их старения и постепенного сближения с исходным почвенным фоном территории. В то же время выделены возможные нестираемые во времени признаки, позволяющие опознавать следы старых ветровальных нарушений в почвенном покрове. В эволюции отдельных ВПК по ряду признаков (изменение внешнего облика и внутренней организации ВПК, формирование новых горизонтов, сглаживание микрорельефных форм и др.) можно выделить три этапа: 1) механической стабилизации почвенного материала - до 30-40 (50) лет; 2) вторичных трансформаций - до 100-150 (200) лет; 3) максимального сближения с фоном - до 300-500 лет. В течение последующего времени происходит дальнейшее восстановление почвенного профиля, когда следы педотурбаций в нем обнаружить еще можно, но ВПК как таковой уже не выделяется.

Почвенные профили в западине и на бугре ВПК отличаются друг от друга и от соседней ненарушенной почвы набором горинзонтов и их свойствами. Морфологически эти различия выранжаются в резких изменениях мощности, окраски, взаимного распонложения горизонтов и др. Наиболее характерны гипертрофированная языковатость, прерынвистость и нарушение закономерного чередования горизонтов, перемещенность слагающего их материала.а Реальный ВПК поражает богатством (как по составу, так и по количеству) новонобразованных мезоморфологических элементов в своем профиле, не свойственных данной почве в ее естественном залегании. В общей сложности в зоне нарушений можно насчитывать до 15 и более различных морфонов. В каждом отдельном случае внутренний облик ВПК характеризуется на мезоморфологическом уровне организации большим разнообразием форм и размеров образованных элементов, состава слагающей их почнвенной массы, спецификой местоположения и необычной ориентацией в пространстве некоторых из них (рис.2).

Рис. 2. Морфологическое строение ВПК. I, II - ВПК ели (< 10 лет) и березы (60-75 лет), Малинки; III и IY - ВПК ели (30-40 и 75-90 лет), ЦЛГБЗ. Горизонты и морфоны: 1- А0, 2 - А1, 3 - А1А2, 4 - А2, 5 - А2В, 6 - В1, 7 - В2, 8 - А1нар, 9 - А1А2нар, 10 - А2нар, 11 Ца А1А2+А2, 12 - А2+А2В, 13 - А2Внар, 14 - В1нар. Включения и образования: 15 - камни, 16 - корни и остатки древесины, 17 - искоревая смесь, 18 - рыхлые гумусированные погребения, 19 - скопление органических остатков, 20 - точки отбора образцов на микроморфологию. П - погребенный материал соответствующего горизонта, Н - то же, насыпной, Ф - формирующийся, О - остаточный. л+ - морфоны, образованные смесью материала соответствующих горизонтов; нар - любая механическая нарушенность почвенного материала горизонтов.

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА

Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |

     Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии