Почвенно-физические условия возобновления сосны на гарях ленточных боров алтайского приобья
На правах рукописи
ПАСТУХОВ ВАДИМ ИГОРЕВИЧ
ПОЧВЕННО-ФИЗИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
ВОЗОБНОВЛЕНИЯ СОСНЫ НА ГАРЯХ
ЛЕНТОЧНЫХ БОРОВ АЛТАЙСКОГО ПРИОБЬЯ
Специальность 03.02.13 – почвоведение
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Барнаул – 2010
Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном
учреждении высшего профессионального образования « Алтайский государственный аграрный университет»
Научный руководитель - доктор биологических наук, профессор Макарычев Сергей Владимирович
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Трофимов Иван Тимофеевич кандидат с.-х. наук, доцент Максимова Нина Борисовна
Ведущая организация: Факультет почвоведения Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
Защита состоится «24» декабря 2010 г в на заседании дис сертационного совета Д 220.002.01 при ФГОУ ВПО «Алтайский госу дарственный аграрный университет»
Адрес: 656049 г. Барнаул, пр-кт Красноармейский, Факс (3852) 62-83-
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет»
Автореферат разослан «23» ноября 2010 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Е.Г. Пивоварова ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы. Сохранение природы и улучшение окружающей среды является одним из приоритетных направлений деятельности государства и общества. Законодательство Российской Федерации провозглашает экологическую безопасность одним из зна чимых компонентов национальной безопасности Российской Федера ции. На территории России основная часть лесных массивов сосредо точена в Сибири. В тоже время ленточные боры Алтая периодически подвергаются лесным пожарам, которые охватывают площади в де сятки тысяч гектаров.
Возникновение пожаров, их распространение и развитие во многом определяются погодными условиями. Лесные пожары явля ются одним из мощных природных факторов. Их влияние на лесооб разовательные и лесовосстановительные процессы, вследствие значи тельных изменений экологических условий весьма велико.
В настоящее время участившиеся пожары оказывают серьезное воздействие на почвенный покров, растительность и животный мир.
Они приводят к значительному изменению экологических усло вий на гарях, и процесс лесовосстановления во многом зависит от на пряженности этих постпирогенных факторов. Полное уничтожение огнем древесного яруса, травяного покрова, лесной подстилки способ ствует увеличению освещенности (Сапожников, 1976), а также увели чивает проникновение осадков в почву, изменяет ее температурный режим и приземного слоя воздуха (Фуряев, 1977).
Ленточные боры Алтайского края занимают 16% от общей пло щади лесов края (Парамонов, Ишутин, 2001). Они являются своеоб разной экосистемой, сформировавшейся в течение многих тысячеле тий в экстремальных почвенно-климатических условиях. Но лесные пожары привели к образованию громадных площадей после пироген ных пустошей – горельников. При этом подрост при пожарах почти полностью погибает, и восстановительный процесс начинается с нуля.
Восстановление сосны требует знания формирующихся запасов тепла и влаги на различных элементах мезорельефа. Поэтому комплексные исследования тепловых свойств и гидротермических режимов в про филе дерново-подзолистых почв в ленточных борах Алтайского края актуальны.
Цель работы. Выявить особенности формирования теплофизи ческих свойств и гидротермических режимов в дерново-подзолистых почвах и их влияние на возобновление сосны на гарях ленточных бо ров в лесостепной зоне Алтайского Приобья.
Задачи исследований.
1) Изучить теплофизические характеристики дерново подзолистых почв на различных элементах мезорельефа под естест венным древостоем и на горельниках.
2) Изучить сезонную динамику тепла и влаги в почве горельни ков и под естественным лесным покровом.
3) Выявить влияние пожаров на физические и физико-химические свойства почв.
4) Выявить влияние постпирогенных факторов на возобновление сосны обыкновенной.
Объекты исследований.
Объектами исследования явились теплофизические свойства дерново-подзолистых почв и характер возобновления сосны на гарях.
Методы исследований.
Определение общих физических, водно-физических свойств дерново-подзолистых почв, а так же химические анализы проводились в соответствии с принятыми в почвоведении методиками (Аринушки на, 1962;
Агрофизические методы исследования почв, 1966;
Вадюни на, Корчагина, 1986).
Сопряженные полевые наблюдения за изменением влажности, температуры и тепловых потоков в дерново-подзолистой почве на местах гарей и на участках, где лес не тронутый пожаром проводились в 2008-2010 гг. на различных элементах мезорельефа (нижняя треть склона юго-западной экспозиции, межгривное понижение, вершина увала, склон северо-восточной экспозиции). Измерения температуры почвы осуществлялись электронными термометрами, разработанными на кафедре физики АГАУ, влажность методом термостатной сушки, теплофизические характеристики – импульсным методом плоского нагревателя.
Тепловые потоки в почве рассчитаны согласно Руководству по градиентным наблюдениям и определению теплового баланса (1964).
Научная новизна.
Впервые на дерново-подзолистых почвах ленточных боров про ведено сопряженное изучение изменения экологических факторов (температура, влажность) и показателей встречаемости отдельных ви дов растений на горельниках и под естественным лесным покровом на различных элементах мезорельефа.
Установлено, что наиболее благоприятный гидротермический режим в дерново-подзолистых почвах северо-восточной части лен точных боров формируется в нижней трети склона юго-западной экс позиции под естественным древостоем.
Защищаемые положения.
Пожары являются причиной изменения гидротермического ре жима и теплофизического состояния дерново-подзолистых лесных почв.
Значения влажности, температуры и теплофизических показате лей в профиле дерново-подзолистой почвы, а также их динамика в течение вегетации определяются элементами мезорельефа и экспози цией склонов.
Лесовозобновление сосны зависит от гидротермического режи ма почв, степени освещенности, рельефа.
Теоретическая и практическая значимость Установлены закономерности изменения гидротермического режима в дерново-подзолистых почвах на горельниках и под естест венным лесным покровом на различных элементах мезорельефа. По лученные результаты могут быть использованы в условиях Алтайско го Приобья при организации мероприятий по восстановлению ленточ ных боров после пожаров.
Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались: на научно – практиче ской конференции института природообустройства среди аспирантов и молодых ученых, V Международной научно-практической конфе ренции «Аграрная наука сельскому хозяйству Алтая» (г. Барнаул, 2010 г.).
Публикации Материалы диссертации опубликованы в 4 научных работах, в том числе одна, входящих в список ВАК РФ. Общий объем публика ции составляет 1,69 п.л., в том числе доля автора составляет 1,01п.л.
Структура и объем.
Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка лите ратуры и приложений. Содержание работы изложено на 116 страни цах печатного текста, включая 21 таблицу, 24 рисунка, 5 приложения.
Список использованной литературы включает 165 наименования, в том числе 10 иностранных.
ГЛАВА I. ИСТОРИЯ ВОПРОСА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Солнечная радиация – источник тепла, регулирующего темпера турный режим у поверхности Земли. Усиление или ослабление солнеч ной активности непосредственно влияет на ритмику биосферы, в част ности, на развитие леса России.
Первые в России измерения температуры почв и грунтов на глу бинах были начаты в 30-х гг. 19 века (Быховец, 2007).
Вопрос о почвенном климате впервые был изучен в России П.А.
Костычевым. Понятие «почвенный климат» введен в 30-х годах века М.М. Филатовым (Головин, 1962).
Под климатом почв подразумевается многолетний режим тем пературы и влажности почвы, почвенного воздуха и их географиче ское распределение, зависящее от комплекса природных факторов и производственной деятельности человека (Шульгин, 1967).
Изучение теплофизических свойств почв в комплексе с особен ностями их строения, характера гидротермических условий в почвен ном профиле, растительностью и антропогенным воздействием необ ходимо для оценки и расчета, различных тепло- и гидромелиоратив ных воздействий.
Влияние антропогенного воздействия на теплофизическое со стояние почвы находит отражение в ряде работ (Макарычев, Мазиров, 1996;
Макарычев,2002 и др.). В частности множество работ посвяще ны изучению теплофизических свойства почв после пожара (Тарабу кина, 1996;
Евдокименко, 1996;
Короходкина, 1974, 1976).
Зарубежные исследователи (Valette Jian-Charles, Gomendy Vero nique, Marechal Joel, Houssard Claudie, Gillon Dominique, 1994) провели ряд опытов по изучению температурного режима почвы под сосновы ми насаждениями в период экспериментальных пожаров очень низкой интенсивности.
Однако, в целом, вопрос пирогенного воздействия на теплофи зические свойства почв остаётся малоизученным.
В этой связи с целью создания объективной картины теплофи зического состояния дерново-подзолистых почв северо-восточной части ленточных боров Алтайского края, подвергшихся пирогенному воздействию необходимо проводить комплексное изучение изменения экологических факторов и показателей встречаемости отдельных ви дов растений и лесовосстановительных процессов.
ГЛАВА II. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ Приобское плато расположено между Кулундинской равниной и долиной реки Оби. Оно расчленено ложбинами. Все эти ложбины вы тянуты параллельно друг другу с северо-востока на юго-запад. В ре зультате деятельности ветра и воды образовался сложный дюнно бугристо-грядовой рельеф. На этом рельефе возникли условия для по селения сосны. (Куприянов и др., 2003).
Приобские боры возникли на территории аккумулятивных рав нин, измененных процессами выветривания. Под воздействием эрозии они утратили первичный облик и в настоящее время характеризуются развитием эрозионных форм рельефа (Куприянов и др., 2003).
Рельеф и гидрология. Рельеф оказывает косвенное влияние на формирование почвенного покрова. Его роль сводится, в основном, к перераспределению тепла и увлажнения.
Основной фон рельефа ленточного бора составляют дюнные, холмисто-грядовые песчаные массивы. Они в виде островов или лент возвышаются над равниной степных участков на 2 – 10 метров и в редких случаях на 15 – 30 метров. Гряды и междугрядовые понижения ориентированы с юго-запада на северо-восток (Вангниц, 1953).
Грунтовые воды пресные, залегающие, в основном, на глубине 15…18 метров (Бурлакова, Котельников, Стругаева и др., 1968, Пан филов, 1976, Хмелев, 1989).
Климат. Климат Алтайского края определяется сложным взаи модействием циркуляции атмосферы и характера подстилающей по верхности. Отличается он жарким, но коротким летом, холодной ма лоснежной зимой с сильными ветрами и метелями.
Ленточные боры создают свои местные микроклиматические особенности. Средняя годовая температура воздуха в лесу выше на 0, °С - 0,4 °С по сравнению с открытым пространством.
Преобладающими ветрами являются ветры южного и юго западного направления – 17 % и 24% соответственно, причем в зимние месяцы их повторяемость достигает 25% и 34%.
Растительность. Барнаульская лента сосновых боров отличает ся широким разнообразием остепненных травянистых и лишайнико вых боров. Они имеют значительную протяженность, и южные части их расположены уже в пределах сухостепной зоны. Боры – бруснич ники здесь встречаются лишь очень небольшими пятнами по микро понижениям. Повсюду в подлеске обычна акация желтая (Куприянов, 2003).
Почва Почвенный покров в ленточных борах формируется в условиях сухого, резко континентального климата, различного уровня грунтовых вод (Вангниц, 1953). Исследованный участок представлен дерново-подзолистыми почвами.
Дерново-подзолистые почвы в ленточных борах имеют легкий механический состав и представлены супесчаными и песчаными раз новидностями. Среди механических элементов преобладают фракции крупного и мелкого песка. Содержание илистой фракции, как прави ло, не превышает 8% от массы почвы (Куприянов и др., 2003).
ГЛАВА III. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ Сосна - одна из самых распространенных пород деревьев. Бла годаря способности существовать в разнообразных экологических ус ловиях (от крайнего Севера до субтропических районов) сосна обык новенная произрастает на обширном ареале, на материке Евразия (Правдин, 1964).
Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) - дерево из рода сосна (Pinus), класса хвойные (Pinopsida) отдела голосеменные (Pinophyta).
Несмотря на разнообразие в типах строения корневой системы сосны, при любом типе строения основная масса ее корней располага ется в поверхностном слое почвы до 60 см (Калинин, 1986;
1991).
В условиях широкого распространения песчаного и супесчаного субстрата основной древесной породой, доминирующей в древесном ярусе ленточных боров, является сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.).
Она светолюбива, уступает в этом отношении только листвен нице. Показателем светолюбия являются: прозрачная крона, неболь шая продолжительность жизни хвои, плохая возобновляемость под пологом леса при наличии других видов деревьев (Богданов, 1974).
Сосна обыкновенная имеет огромное значение, поскольку про израстает в разнообразных климатических и почвенных условиях и дает ценнейшую древесину и смолу.
ГЛАВА IV. ЛЕСНЫЕ ПОЖАРЫ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР Лесные пожары как экологический фактор. Лесные пожары мощный и активно действующий экологический фактор современного почвообразования, оказывающий сложное и многоплановое влияние на формирование почвенного покрова. Влияние лесных пожаров ог ромно - часто нарушается естественное равновесие между отдельны ми компонентами лесных биогеоценозов. Почва, как неотъемлемая их часть, также подвергается сложному и разностороннему пирогенному воздействию, приводящему к заметным изменениям ее важнейших свойств (Поздняков, 1953;
Попова, 1975, 1997).
Пожары приводят к резкому изменению экологических условий на вырубках и тем более на гарях. Они вносят существенные измене ния в интенсивность и направленность лесовосстановительного про цесса, и главная роль при этом отводится, в частности, сосне обыкно венной (Ключников, Парамонов, 2010).
Лесные пожары в ленточных борах происходят периодически (Смирнов, 1966).
ГЛАВА V. СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ТЕПЛА И ВЛАГИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЛЕНТОЧНЫХ БОРОВ АЛТАЙСКОГО КРАЯ Сезонная динамика запасов влаги в дерново-подзолистых почвах ленточных боров. Почвенные условия, такие как грануло метрический состав, влагосодержание и величина теплоаккумуляции определяют распространение в почвенном профиле температурных полей и тепловых потоков (Макарычев, Куприянов, 2003).
Для их исследования нами было организовано изучение состав ляющих теплофизического состояния и гидротермического режима дерново-подзолистых почв северо-восточной части ленточных боров Алтайского края (Барнаульское лесничество). Наблюдения проводи лись в течение 2008-2010 гг. как в горельниках, так и под естествен ным лесным покровом на различных элементах рельефа.
Влажность почвы является одним из основных факторов почво образования. Кроме того влажность почвы является одним из главных условий, обеспечивающих благоприятный рост и развитие сельскохо зяйственных культур (Панфилов, 1971;
Омельянов, 1973, 1974).
Глубина (0-100 см) Глубина (0-20 см) 60 Межгривное понижение Межгривное (гарь) понижение (гарь) Нижняя треть склона юго Нижняя треть U,м м западной экспозиции склонаюго-западной U,м м экспозиции (гарь) (гарь) Вершина увала (не 40 Вершина увала (не горелый лес) 20 горелый лес) Склон северо Склон северо-восточной восточной экспозиции 0 экспозиции (не горелый (не горелый лес) лес) май июнь июль август май июнь июль август месяцы месяцы Рис.1. Влагосодержание (мм) в профиле дерново-подзолистой почвы в горельнике и под лесным покровом летом 2008 года Влагозапасы в межгривном понижении на горельнике были максимальны вплоть до августа, как в верхнем 20-ти см слое, так и в метровой почвенной толще. Менее значительны они оказались на склоне северо-восточной экспозиции. В то же время под нетронутым лесом на вершине увала влагосодержание минимально в течение всего периода вегетации. В августе произошло иссушение почвенного профиля. Особенно заметно это в низинной части рельефа. Здесь потеря влаги засчет физического испарения составила 275% по сравнению с июлем.
Глубина (0-100 см) Межгривное понижение (гарь) Межгривное понижение Глубина (0-20 см) (гарь) Нижняя треть склона юго Нижняя треть склона 30 западной экспозиции (гарь) юго-западной экспозиции (гарь) Вершина увала (не горелый Вершина увала (не U,мм 20 лес) горелый лес) U,мм 30 Склон северо-восточной Склон северо-восточной 10 экспозиции (не горелый лес) экспозиции (не горелый лес) Межгривное понижение Межгривное понижение (не 0 (не горелый лес) горелый лес) май июнь июль август май июнь июль август месяцы месяцы Рис.2. Влагосодержание (мм) в профиле дерново-подзолистой почвы в горельнике и под лесным покровом летом 2010 года Количество почвенной влаги было несколько выше на гари в межгривном понижении и на нижней трети склона юго-западной экс позиции в первой половине вегетации. Участки, покрытые лесом, ока зались менее влажными. Минимум был зафиксирован на вершине увала под пологом леса.
В июле максимум почвенного увлажнения оказался в межгрив ном понижении, как на участке, покрытым лесом, так и на гари. Ми нимальные влагозапасы наблюдались на вершине увала, как в верхнем 20-ти сантиметровом слое, так и в метровой почвенной толще. В авгу сте характер распределения влажности остался прежним.
В целом, сопоставляя данные о распределении почвенной влаги под лесным покровом и гарях, мы можем сделать выводы:
- динамика влажности по почвенным горизонтам неоднородна.
Наибольшее изменение в содержании влаги происходит в верхнем 20 ти сантиметровом слое.
- в начале вегетации, влажность почвы в межгривном пониже нии на гари близка к полной влагоемкости (20-30% от массы сухой почвы). Высокое влагосодержание сохраняется до июля (2008) вклю чительно. В августе происходит иссушение почвенного профиля по всем вариантам. Особенно заметно это в низинной части рельефа.
Сезонная динамика запасов тепла в дерново-подзолистых почвах ленточных боров. Роль теплового режима для растений и биологических процессов определяется количеством тепла, влаги и воздуха в почве. Наилучший рост корневых систем растений наблю дается в интервале 10-25 °С. С увеличением количества тепла проис ходит быстрее размножение бактерий, повышается их биологическая активность, а, следовательно, переработка органического вещества, усиливается процесс газообмена и передвижения влаги в почве.
Рис.3. Сумма температур в профиле дерново-подзолистой почвы в горельнике и под лесным покровом летом 2008 года С целью выявления особенностей формирования теплового режима в дерново-подзолистых почвах северо-восточной части лен точных боров Алтайского края в зависимости от погодных условий, режима почвенной влажности и характера надпочвенного покрова на ми в 2008 – 2010 годах проведены сопряженные наблюдения в горель никах и под лесным покровом, не подвергнутым пирогенному воздей ствию.
Максимум температур отмечался на нижней трети склона юго западной экспозиции, где отсутствует лесной покров, за исключением отдельных обгоревших и отмерших деревьев. Слабее прогревается почвенная толща в межгривном понижении. Наименьшая сумма су точных температур имеет место под лесным покровом, защищающим поверхность почвы от прямых солнечных лучей.
Рис.4. Сумма температур в профиле дерново-подзолистой почвы в горельнике и под лесным покровом (контроль) летом 2009 года Набюдения за температурой почвы летом 2009 года, показали, что в целом характер распределения суточных температур остается неизменным. В то же время температура почвы под лесом на вершине увала оказалась максимальной.
Для наиболее полной характеристики теплофизического со стояния дерново-подзолистой почвы на участках необходимо знание о величинах теплопотоков.
Тепловые потоки в почве. На поверхности почвы происходит превращение лучистой энергии солнца в тепловую. В почве и около почвенной зоне сосредоточена активная биологическая деятельность по преобразованию веществ, в особенности органических. В прогре том приземном слое воздуха особенно интенсивно развиваются зеле ные растения, для которых важно поддерживать оптимальный темпе ратурный режим дыхания (Гефке, 2008).
Под тепловым режимом понимают все явления теплоаккумуля ции и теплопередачи в почве (Макарычев, 2005).
К факторам, влияющим на тепловой режим почвы, относятся атмосферный климат, растительный и другие покровы, а также сти хийные бедствия и производственная деятельность человека.
Таблица Теплопотоки (Р, Вт/м2) в профиле в дерново-подзолистой почвы Тепловые потоки, Вт/м восточной экспо (не горелый лес) зиции (не горе Вершина увала позиции (гарь) Склон северо Нижняя треть западной экс межгривное склона юго понижение лый лес) Период (гарь) 14-15.06.08 89,00 200,24 117,62 10-11.07.08 40,47 123,79 124,13 0, 08-09.08.08 12,05 130,77 85,17 2, 14-15.06.09 225,41 86,61 171,21 167, 15-16.07.09 40,82 127,87 118,21 29, 15-16.08.09 15,94 110,59 22,82 -44, Прочерк в ячейке (-) означает отсутствие данных Данные о температуре почвенного профиля и знание теплофи зических коэффициентов позволили определить тепловые потоки в почвенных профилях. О величинах тепловых потоков позволяют су дить данные таблицы 1. В июне 2008 года наблюдалось интенсивное поступление тепла в почву, как на гарях, так и на вершине увала (не горелый лес). На нижней трети склона юго-западной экспозиции (гарь) значение теплопотоков в 2 раза больше, чем на вершине увала (не горелый лес).
В первой декаде июля 2008 года в межгривном понижении зна чения теплопотоков было гораздо ниже и составило 40,47737 Вт/м2, т.е. в 2-3 раза меньше, чем на вершине увала (не горелый лес) и на нижней трети склона юго-западной экспозиции (гарь). На склоне се веро-восточной экспозиции в тени под нетронутым пожаром лесом теплопоток в июле 2008 года был равен 0,659 Вт/м2. В августе года динамика потока тепла в почве и его направление осталась неиз менной по отношению к июлю 2008 года, за исключением точки кото рая была расположена на вершине увала (не горелый лес), где тепло вой поток составил 124,138 Вт/м2.
Наблюдения за тепловыми потоками были продолжены в году. В июне 2009 года наблюдается интенсивное поступление тепла в почву, максимальный теплопоток был в межгривном понижении на гари и составил 225,415 Вт/м2, на нижней трети склона юго-западной экспозиции (гарь) значение теплопотока было минимальным и соста вил 86,6183 Вт/м2.
Характер распределения теплопотоков в дерново-подзолистой почве в 2009 году по сравнению с 2008 годом в целом сохранился. Те пловые потоки на гарях выше, чем под сосновым лесом, который соз дает достаточно густую тень.
ГЛАВА VI. ВЛИЯНИЕ ГИДРОТЕРМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПОЧВ НА РАСТИТЕЛЬНЫЙ ПОКРОВ ГАРИ Естественное возобновление сосны на гари. С целью изуче ния процессов естественного возобновления сосны на гари нами был выполнен учет подроста. На гари и под пологом леса были заложены учетные площадки в количестве 30 штук площадью 4 м2 (Победин ский, 1965;
Сукачев, Зонн, 1961).
Показатели подроста сосны обыкновенной:
- межгривное понижение (не горелый лес) – 26583 шт./га;
- межгривное понижение (гарь) – 1012 шт./га;
- нижняя треть склона юго-западной экспозиции (гарь) – шт./га;
- нижняя треть склона юго-западной экспозиции (не горелый лес) – 35583 шт./га;
- вершина гривы (не горелый лес) – 13167 шт./га;
- склон северо-восточной экспозиции (не горелый лес) – шт./га.
Согласно инструкции по сохранению подроста и молодняка во зобновление признается неудовлетворительным, т.к. для данного типа леса подроста сосны должно быть не менее 3000 шт./га.
В связи с сильным задернением почвы и неудовлетворительным возобновлением главной породы необходимо назначить лесовосста новительное мероприятие по созданию лесных культур на площади горельника.
мелкий средний 25000 крупный Количество подроста, шт./га межгривное межгривное нижняя треть нижняя треть вершина (не склон с.-в.
понижение понижение склона ю.-з. склона ю.-з. горелый лес) эксп. (не (не горелый (гарь) эксп. (гарь) эксп. (не горелый лес) лес) горелый лес) Рис.5. Распределение подроста сосны обыкновенной на гари 2006 года по элементам рельефа Из графика видно, что на гари так и под пологом леса наиболее благоприятная по экологии возобновления сосны нижняя треть склона юго-западной экспозиции. Возможно, это связано с режимом увлаж нения, прогревания дерново-подзолистых почв.
ВЫВОДЫ 1. Воздействие лесных пожаров приводит к негативному измене нию физико-химических свойств почвы в верхнем корнеобитае мом слое. При этом снижается содержание гумуса на гари на 30 40 % по сравнению с естественным лесом.
2. Пожар приводит к разрыхлению верхнего слоя почвы. Плот ность на горельнике в верхнем слое почвы варьирует от кг/м3 до 1297 кг/м3, тогда как под пологом леса плотность со ставляет от 1344 до 1451 кг/м3.
3. Особенности уплотнения дерново-подзолистой почвы опреде ляют ее теплофизические свойства. Наименьшие значения объ емной теплоемкости имеет слабо уплотненный верхний 20-ти сантиметровый слой на горельнике от 0,397 до 1,484 Дж/(м3К). В нижележащих слоях значение объемной теплоем кости составляет 1,718 - 1,781106 Дж/(м3К).
4. Весной, влажность почвы в межгривном понижении на гари близка к полной влагоемкости (20-30% от массы сухой почвы).
Высокое влагосодержание сохраняется до июля (2008) включи тельно. В августе происходит иссушение почвенного профиля по всем вариантам. Особенно заметно это в низинной части рельефа. В зависимости от годичных климатических особенностях сохраняется высокое влагосодержание и в августе (2010).
5. В начале вегетации почва быстрей прогревается в нижней трети склона юго-западной экспозиции и на вершине, медленнее в межгривном понижении на гари. Так в нижней трети склона юго-западной экспозиции на гари теплопоток в июне составил 200 Вт/м2, тогда как в межгривном понижении только 89 Вт/м2.
К августу потоки тепла в почву уменьшаются как на гари, так и под пологом леса.
6. Наиболее благоприятный гидротермический режим в дерново подзолистых почвах северо-восточной части ленточных боров формируется в нижней трети склона юго-западной экспозиции под естественным древостоем.
7. Пожары ухудшают условия естественного возобновления сосны обыкновенной. Под пологом леса оно высокое (более шт./га), тогда как на гари в межгривном понижении и на нижней трети склона юго-западной экспозиции – 1012 и 1750 шт./га со ответственно, что является неудовлетворительным для данного типа леса.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ Восстановление ленточных боров в условиях Алтайского При обья требует искусственного лесовозобновления с детальной прора боткой технологических мероприятий.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ 1.Гречишников Д.А., Макарычев С.В., Малиновских А.А., Пастухов В.И. Гидротермический режим дерново-подзолистых почв после пожара в северо-восточной части ленточных боров Алтайского края. Вестник Алтайской науки, №1(8). Барнаул, 2010 г.
2.Макарычев С.В., Малиновских А.А., Пастухов В.И.
Гидротермический режим дерново-подзолистых почв на гарях ленточных боров в условиях Алтайского приобья // Вестник АГАУ. – Барнаул: Издательство АГАУ, 2009. С. 28 – 33.
3.Макарычев С.В., Пастухов В.И., Малиновских А.А., Гре чишников Д.А. Динамика экологических групп в зависимости от гид ротермического режима дерново-подзолистых почв на гарях в северо восточной части ленточных боров Алтайского края. // Аграрная наука – сельскому хозяйству: сб. стат. V Междунар. науно-практ. конф. Барнаул: Издательство АГАУ, 2009. С. 572 – 575.
4.Пастухов В.И. Гидротермический режим дерново подзолистых почв на гарях ленточных боров в условиях Алтайского приобья. //Молодежь – Барнаулу / Материалы научно-практической конференции. – Барнаул, 2009. – С. 30-33.
Подписано в печать 22.11.2010 г. Формат 60х84/16.
Бумага для множительных аппаратов. Печать ризографная.
Гарнитура «Times New Roman». Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №.
Издательство АГАУ 656049, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 62-84-