Информационные показатели подстилок лесных экосистем степной зоны Украины
УДК 630*114.35:630*22
Н. Н. Цветкова, А. О. Дубина, Е. О. Тагунова
Днепропетровский национальный университет им. Олеся Гончара,
Днепропетровск, Украина, zapisky@bk.ru
INFORMATIONAL INDICES OF GROUND LITTER
IN FOREST ECOSYSTEMS OF THE STEPPE ZONE OF UKRAINE
N. N. Tsvetkova, A. O. Dubina, E. O. Tagunova
Oles’ Honchar Dnipropetrovs’k National University, Dnipropetrovs’k, Ukraine
Органическое вещество почв в значительной степени определяет их свойства и плодородие. Основным источником органического вещества в почвах лесных экосистем является опад и лесная подстилка. Лесная подстилка в системном ключе может быть представлена как особое сложное природное тело – подсистема, комплексно отражающая связь и взаимодействие всех составляющих лесного биогеоценоза. Известно огромное число публикаций, где раскрываются абсорбционные свойства подстилок, газовый состав их воздуха, аллелопатические свойства, роль подстилок в образовании гумуса и поддержании плодородия почв, заселенности подстилок животными, бактериями и грибами, влиянии подстилок на эрозионные процессы, накоплении ними различных химических элементов, влиянии подстилок на прорастание семян, возобновление древесных пород и многое другое.
В предлагаемой работе исследовались особенности лесной подстилки в естественных долинных и байрачных лесных биогеоценозах Присамарья Днепровского.
Характер формирования подстилки в исследованных лесах строго зависит от типологических особенностей леса. Запас подстилки в байрачных и долинных лесных биогеоценозах лежит в интервале 2,3–50,5 т/га, коэффициент вариации – 21,5 %, мощность подстилки составляет 1,5–4,7 см. Скорость разложения подстилки варьирует в интервале 13,6–58,8 %. Потенциальный запас зольных макро- и микроэлементов на единицу площади составляет 1532,7–4831,6 кг/га, в том числе макроэлементов – 582,8–2516,0 и микроэлементов – 26,2–374,3 кг/га. Коэффициент надежности 0,05.
Выявлена сезонная динамика накопления и разложения лесной подстилки: от весны к осени ее запасы уменьшаются – процент убыли подстилки в различных типах леса неодинаков и колеблется в пределах 10,2–55,5 %, содержание зольных элементов увеличивается, значение pH подстилок повышается.
Изменение концентрации элементов при превращении фотосинтезирующей фитомассы в опад и далее в подстилку показало, что практически полная трансформация элементарного химического состава растений происходит в процессе образования подстилки, обогащенной относительно опада, из которого она формируется, всеми исследованными элементами в 2–13 раз. То есть подстилка, где интенсивно происходят процессы деструкции и биохимической трансформации растительных остатков, служит биогеохимическим барьером, задерживающим токсичные металлы, и играет ведущую роль в самоочищающей способности экосистем.
Запас зольных элементов в подстилке и древостое разных типов леса колеблется в очень широких пределах. Соотношения химических элементов в подстилке разных биогеоценозов различны и не идентичны таковым в фитоценозе и почве, что является результатом влияния особенностей условий разложения опада.
Установлена внутрипарцелярная неоднородность свойств подстилок в лесных экосистемах, которая влечет за собой формирование пестроты почвенного покрова. В липо-ясеневой дубраве центральной части поймы встречаются три основные парцеллы: звездчатковая, купыря лесного и мертвопокровная, которые занимают основную территорию дубравы.
Звездчатковая парцелла занимает 25 % площади и приурочена к ровным и несколько повышенным позициям под ясенем и кленом полевым. Средние запасы подстилки составляют 4,26 ± 0,02 т/га.
Парцелла купыря лесного приурочена к небольшим понижениям под пологом ясеня и клена полевого, где сомкнутость крон составляет 0,7–0,8, и занимает 15 % территории дубравы, запасы подстилки составляют 3,44 ± 0,04 т/га.
Мертвопокровная парцелла располагается под пологом плотнокронных пород (дуба, клена остролистного, клена полевого) с сомкнутостью 0,9 и занимает 36 % территории пробной площади. Запас лесной полстилки достигает 3,46 ± 0,03 т/га.
Сравнение рассмотренных парцелл показало наличие значимого различия: по запасу подстилки значимо различались парцелла звездчатки и купыря лесного, звездчатки и мертвопокровная.
Во влажном ольшанике, расположенном в понижении притеррасной поймы, травостой представлен тремя парцеллами: крупнопапоротниковой с запасом подстилки 5,17 ± 0,02 т/га, недотроги с дубравным широкотравьем – 3,59 ± 0,04 т/га и дубравного широкотравья – 4,35 ± 0,02 т/га.
Статистическая обработка материала показала значимое различие по запасу лесной подстилки между парцеллами: крупнопапоротниковой и дубравного широкотравья, крупнопапоротниковой и недотроги с дубравным широкотравьем, дубравного широкотравья и недотроги с дубравным широкотравьем.
Проведенные исследования показали, что в жизни естественных лесных биогеоценозов подстилка играет положительную роль. При восстановлении и реконструкции естественных лесных экосистем в условиях степной зоны Украины, где господствует географическое и часто экологическое несоответствие леса условиям местообитания, следует учитывать способность отдельных древесных пород создавать мощную, медленно разлагающуюся подстилку с благоприятными водно-воздушными и физическими свойствами. Полученные данные могут быть использованы для математического моделирования процессов минерализации и гумификации подстилки лесной экосистемы, а также при создании новых искусственных лесных биогеоценозов в степной зоне Украины и обеспечении оптимальных условий жизнедеятельности существующих.
Zoocenosis — 2011
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Вид-во ДНУ, 2011. – С. 41-42.