Деградация почв в Алтайском крае

     В условиях выраженного рельефа поверхностный  сток под влиянием лесонасаждений в  виде водорегулирующих полос сокращается  в 2–3 раза. Благодаря этому увеличивается влажность почвы сельскохозяйственных полей.

     Летние  осадки лесонасаждения регулирует экономно. Чем сильнее дождь, тем больше воды попадет под полог леса. Часть осадков задерживается кронами, часть из них испаряется в атмосферу, а часть скатывается по листьям, ветвям и стволам на почву под деревья, увлажняют лесную подстилку, далее попадают в грунт, пополняя запасы подземных вод. Лесная подстилка обладает высокой влагопроницаемостью. Набухая, она задерживает воды в 10–15 раз больше собственной массы (Митрюшкин, Павловский, 1979). Лесная почва также поглощает большое количество воды. Поверхностный сток, не получая развития, переходит во внутрипочвенный сток. Поэтому в лесах нет эрозии, то есть размыва и снесения почвы с горных склонов. Этому препятствует лесная подстилка, а также скрепление почвы древесными корнями.

     Под пологом леса и лесных полос формируются  почвы с хорошей водопрочной структурой, высокой скважностью и водопоглатительной способностью.

     Увеличение  лесистости водосбора на каждые 10 % дает приращение стока воды 12–17 мм. Еще В.В. Докучаев в своих работах отмечал, что лесные насаждения способствуют сохранению влаги и поднятию уровня грунтовых вод.

     Лесная  растительность имеет большую испаряющую способность. Накопленный запас воды под самим лесом в значительной степени испаряется в воздух. Эта способность деревьев используется для мелиорации заболоченных территорий. Из хвойных большей транспирационной способностью обладает ель. Поэтому в ельниках уровень грунтовой воды снижается сильнее, чем в сосняках (на 20–30 см). В сосновых борах снижение уровня грунтовых вод незначительно (около 10 см) (Молчанов, 1960).

     Леса  накапливают зимние осадки, распределяют их равномерно по всей территории. Поверхность  почвы зимой в лесу покрыта  толстым слоем снега, что способствует меньшему промерзанию почвы и глубокому ее промачиванию при постепенном весеннем таянии снега.

     Скорость  поглощения влаги зависит от пористости почв и от размера пор. Водопроницаемость  почвы зависит и от первоначальной влажности почв, так как по мере набухания почвенных коллоидов суживаются почвенные поры и водопроницаемость ослабевает (Паулюкявичюс, 1989). Верхние слои лесных почв обладают большой скважностью, поэтому вода впитывается при любом увлажнении и глубине промерзания.

     Лесные  почвы обладают большей водопроницаемостью, чем полевые. Высокая водопроницаемость лесных почв обусловлена дренирующей ролью корневых систем деревьев, высокой структурой этих почв и лесной подстилкой, предохраняющей почву от разрушения.

     Исследования  ряда авторов показывают, что лесная растительность в связи с большой динамической шероховатостью способствуют выпадению большего количества осадков по сравнению с их выпадением в поле.

     Влияние леса на увеличение осадков по сравнению с их количеством в поле в основном сказывается в теплый период года и независимо от состава насаждений (еловые, сосновые, лиственные, смешанные); в различных физико-географических районах влияние леса на жидкие осадки примерно одинаково. Над лесом осадков выпадает на 10–14 % больше, чем над безлесными территориями. Месячные суммы задержания осадков еловым лесом изменяются от 12 до 35 %, сосняки задерживают до 27 % осадков (Федоров, 1977; Рахманов, 1981).

     Основной  приходной статьей водного баланса  за весенний период являются запасы воды в снеге к концу зимнего периода. Максимальные снегозапасы в лесу больше, чем в поле, особенно в районах с частыми оттепелями. В хвойных лесах по сравнению с полем превышение снегозапасов составляет 4–14 % (Уткин, Коронкевич, 1986). Если принять запас воды в снеге на лесных прогалинах за 100%, то в сосновых насаждениях в зависимости от полноты и возраста 74,5–93,5 %, а при наличии второго яруса ели – 12 %, на полях 62–82,5 %, т.е. меньше, чем в сосновых лесах.

3.4. Химические свойства

     В системе эдафических показателей  ведущая роль отводится показателям гумусного состояния, характеризующим содержание, запасы и формы гумусовых веществ в почве, их доступность для растений.

     Характер  и свойства лесного гумуса определяются не только составом, возрастом, состоянием древесно-кустарниковой растительности, но и условиями разложения органических остатков под пологом леса (Розанова, 1960). Так, накопление азота и зольных элементов у различных древесных пород, произрастающих в однородных почвенно-климатических условиях, неодинаково. Установлено, что в хвое ели аккумулируется значительно больше соединений кальция, кремнекислоты, чем в хвое сосны обыкновенной.

     Различное содержание элементов зольного питания  и азота в хвое сказывается на скорости разложения и минерализации опада, оказывает влияние на продукты распада и на формирование состава гумусовых веществ почв.

     Основным поставщиком органических веществ является древесный ярус и особенно опад хвои и ветвей. В ельниках доля хвои в опаде составляет в два раза большую величину, чем в сосновых культурах. С возрастом в сосновых культурах соотношение фракций в опаде изменяется: снижается доля веток и увеличивается содержание хвои (Носова, Холопова, 1990). Опад определяет количество и соотношение биогенных элементов, поступающих на поверхность почвы. В сосняках с увеличением возраста количество биогенных элементов возрастает. В опаде молодых культур преобладает азот, фосфор, калий, а в более старых – кальций.

     Хвоя  сосны, как и ее подстилка, значительно  беднее элементами зольного питания  по сравнению с подстилкой ели. Вследствие этого происходит некоторая заторможенность разложения органических остатков и накопление под пологом соснового древостоя значительного количества подстилки. Так, под сосной обыкновенной количество подстилки превышает запасы ее под лиственницей в 2,76, под елью – в 1,41 раза.

     В составе опада лиственницы преобладают  оксид кальция, диоксид калия и азот, повышенное содержание которых усиливает распад и минерализацию органического вещества. Опад лиственницы за год почти разлагается и минерализуется, и подстилка в таком насаждении не накапливается. В ельниках и сосняках, накопление органических остатков преобладает над их разложением и минерализацией (Мина, 1960). Прогрессивное накопление подстилки снижает в почвах биологическую активность бактериальной флоры и активизирует в них деятельность актиномицетов и высших грибов.

     Химический  состав лесного опада и характер его разложения имеет большое значение для самого леса и формирования под ним почвенного гумуса. Накопление в хвое азота и элементов зольного питания древесных пород и возвращение этих веществ на поверхность почвы (в форме выщелачиваемых из них атмосферными осадками соединений или в форме растворимых продуктов разложения и минерализации растительных остатков) определяет в значительной степени биологический круговорот веществ в системе растение – почва (Соколов, 1962).

     Повышенное  содержание в опаде хвойных оксида кальция способствует нейтрализации при разложении растительных остатков органических кислот, агрессивно воздействующих на органо-минеральную часть почвы.

     Органическое  вещество хвойных пород при разложении и минерализации в условиях избыточного увлажнения и недостатка тепла усиливает развитие подзолообразовательного процесса. Наиболее сильное оподзоливающее действие, из хвойных пород, оказывает ель (Шумаков, 1963). Под сосновыми насаждениями органическое вещество обладает хорошей подвижностью.

     Все исследованные почвы ельников и  сосняков по основным группам гумусовых веществ можно подразделить на три группы. К первой группе относятся гумусовые вещества, в комплексе которых преобладает группа трудногидролизуемого остатка; ко второй – где фульвокислоты преобладают над гуминовыми кислотами или над трудногидролизуемыми остатками; к третьей – гуминовые кислоты над фульвокислотами или над трудногидролизуемыми остатками (Павловский, 1980).

     В составе органических соединений подстилок  ели и сосны преобладают группы трудногидролизуемых остатков. На их долю приходится 34,0–65,5 % от содержания углерода. Затем следуют фульвокислоты > гуминовые кислоты > воско-смолы > растворимые вещества при декальцировании (Соколов, 1962). В составе гуминовых кислот преобладают бурые гуминовые кислоты. Количество гуминовых кислот в почвах ельников и сосняков лесной и лесостепной зон возрастает от подзолов и сильноподзолистых почв к дерново-подзолистым и далее к выщелоченным черноземам. В почвах под хвойными насаждениями верхние горизонты обогащены кремнеземом, но обеднены их полуторными окислами.

Таким образом, под влиянием, древесного полога полезащитных лесных полос происходит увеличение мощности гумусового слоя, общего и растворимого гумуса, понижение горизонта вскипания, возрастает емкость поглощения, происходит улучшение водного, физического, а, следовательно, и воздушного режимов почвы. Также улучшаются морфологические свойства почвы. Все это способствует созданию благоприятных условий для развития микробиологических процессов и повышению подвижных форм питательных веществ в почве, что приводит к повышению плодородия почвы. 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

     Для осуществления поставленной нами цели все выделенные задачи были решены. Проанализировав литературные данные, был изучен вопрос о проблеме деградации почв. Рассмотрена современная классификация деградационных процессов, а также основные виды лесонасаждений и выполняемые ими экологические и средообразующие функции.

     Анализ  литературных данных по вопросу полезащитного  лесоразведения в Алтайском крае показал, что ведущими хвойными породами, используемыми в лесонасаждениях являются лиственница сибирская (Larix sibirica) и сосна обыкновенная (Pinus sуlvestris). Эти породы наиболее приспособлены к условиям засушливого степного климата.

Для дальнейшей работы и исследований был собран материал по влиянию древесных хвойных пород на свойства почвы: на морфологию почв, физические и химические свойства почв, и водный режим почв. Доказано, что в естественных условиях древесные хвойные породы благоприятно влияют на эти свойства почв, улучшая, тем самым, общее их плодородие. 
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 

     1. Агапонов Н.Н. Защитные лесные  насаждения Крыма: проблемы и задачи // Кулундинская степь: прошлое, настоящее, будущее: сб. ст. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2003. – С. 18–24.

     2. Агролесомелиорация / Под ред. В.Н.  Виноградова. – М.: Лесная промышленность, 1979. – 110 с.

     3. Арманд Д.Л. Географическая среда  и рациональное использование природных ресурсов. – М.: Наука, 1983. – 239 с.

     4. Атлас СССР. – М.: Главное управление геодезии и картографии при совете министров, 1978. – 83 с.

     5. Атрохин В.Г., Курамшин В.Я. Ландшафтное  лесоводство. – М.: Изд-во «Экология», 1991. – 214 с.

     6. Баранова О.Ю., Номеров Г.Б., Строганова  М.Н. Изменение свойств пахотных дерново-подзолистых почв при зарастании их лесом // Почвообразование в лесных биогеоценозах. – М.: Наука, 1989. – С. 60–83.

     7. Вальков В.С., Казев К.Ш., Колесников  С.И. Почвоведение: Учебник для вузов. – М.: ЦКЦ «МарТ», Ростов н/Д: Изд-й центр «МарТ», 2006. – 496 с.

     8. Виноградов В.Н. Лес – важный фактор оптимизации и сельскохозяйственного производства // Экология земледелия: сб. ст. – М.: Наука, 1980. – С. 121–126.

     9. Горбачев В.Н., Куприянов А.Н. Искусственные элементы экологического каркаса Кулундинской равнины // Кулундинская степь: прошлое, настоящее, будущее: Мат. научно-практ. конф. / Под ред. Е.Г. Парамонова. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2003. – С. 35–41.

     10. Данилов Г.Г., Каргин И.Ф., Лобанов Д.А. Защитные лесонасаждения и охрана почв. – М.: Лесная пром-ть, 1983. – 232 с.

     11. Дрылев Н.С., Мишенев В.В. Защитные  лесные полосы и урожай. – Барнаул: Алтайское кн. изд-во, 1967. – 187 с.

     12. Ильиных Л.А. Динамика почвообразовательного процесса под лесными полосами // Защитное лесоразведение в Алтайском крае. – Барнаул, 1978. – С. 43–50.

     13. Ильясов Ю.И. Роль защитных  лесных насаждений в повышении  плодородия почвы и продуктивности угодий в Кулундинской степи // Защитное лесоразведение при формировании агроландшафтов в степи. – Новосибирск, 1995. – С. 29–32.

     14. Ишутин Я.Н. Лесополосы в Кулундинской  степи. – Барнаул, 2005. – 159 с.

     15. Ишутин Я.Н. Лесоразведение в  Кулундинской степи // Кулундинская степь: прошлое, настоящее, будущее: сб. ст. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2003. – С. 126–137.

     16. Косникова Р.П. Состояние лиственницы  в лесных полосах и пути  ее сохранения // Региональное природопользование: проблемы, методология, методы. – Барнаул, 1988. – С. 22–31.