Курсовая работа: Бурые лесные почвы

Таблица 3. Гранулометрический состав оподзоленной бурой лесной почвы разреза 226, %  (по Фридланду, 1986)

Н.Д. Градобоев (1958) провел сравнение гранулометрического состава мелкоземистой части бурых лесных почв под лиственничными лесами и кедрачами в пределах Горного Алтая, и обнаружил под кедрачами утяжеление механического состава в нижних горизонтах, главным образом, за счет ясного увеличение иловатой фракции. В почвах же под лиственничными лесами механический состав более постоянен.

Таким образом, Н.Д. Градобоев пришел к выводу, что такое различие в механическом составе складывается за счет частичного вмывания тонких фракций и за счет различий в скорости выветривания минералов, а в частности за счет более интенсивного выветривания и оглинения нижних горизонтов в почвах под кедровыми лесами.

4.3 Химические и физико-химические свойства

Физико-химические свойства почв определяются биологической активностью, составом и распределением гумуса по профилю, соотношением Сгк:Сфк, составом почвенно-поглощающего комплекса, реакцией среды и другими показателями.

В.В. Пономарева и Т.А. Плотникова (1980) на примере бурой лесной типичной (неоподзоленной) почвы Карпат определили основные особенности состава гумуса данных почв (табл. 4).

Для бурых лесных почв характерно высокое содержание гумуса в верхних горизонтах доходящее до 10-16% и резкое им обеднение, начиная с глубины 30-40 см. Это же отмечали многие исследователи, например, В.М. Фридланд (1986) в горно-лесных бурых типичных почвах Кавказа определил заметное убывание гумуса вниз по профилю, и колебание количество гумуса в верхней части профиля от 4-5 до 10%. Т.А. Соколова и Г.Я. Смирнова (1968) выделили в горной бурой лесной почве Дальнего Востока содержание гумуса в горизонте А1 до 14-16% и постепенное его падение с глубиной.

По составу гумуса характерно резкое преобладание фульвокислот над гуминовыми кислотами. В большинстве случаев в бурых лесных почвах нет черных гуминовых кислот, а только бурые фракции, растворимые без декальцирования, и их содержание в средней части профиля чаще всего минимальное (Пономарева, Плотникова, 1980).

А.С. Владыченский (1998) выделил, что фракционный состав гумуса имеет ряд общих черт, характерных для всех буроземов под различными растительными формациями. Наиболее представительной в составе гумуса является фракция I гумусовых кислот. Гуминовые кислоты этой фракции составляют около ¾ общего их содержания. Ведущая роль этой фракции в составе гумуса является одной из наиболее характерных черт гумусного состояния горных буроземов. фульвокислоты этой фракции составляют около половины всех фульвокислот, т.е. тоже являются самой представительной фракцией.

Соотношение Сгк:Сфк колеблется около 1 в гумусовых горизонтах, уменьшаясь с глубиной. Это дает основание отнести гумус бурых лесных почв к гуматно-фульватному и фульватно-гуматному типу. Горно-лесные бурые типичные почвы Горного Алтая, характеризуются гуматно-фульватным типом гумуса, Сгк:Сфк в них колеблется в пределах 0,64-0,98%,а в составе гуминовых кислот преобладает I фракция бурых ульминовых кислот (Огородников, Читоркина, 2004). В составе гумуса бурой горно-лесной почвы Дальнего Востока гуминовые кислоты преобладают только в верхних горизонтах, уступая место фульвокислотам в нижней части профиля, Сгк:Сфк также колеблется в пределах 1 (Соколова, Смирнова, 1968).

В типичных бурых лесных почвах ярко выражено господство желтых и бурых гумусовых веществ, которые почти не способны осаждаться Са, но осаждаются подвижными (несиликатными) формами полуторных окислов, в частности красящим элементом – железом. В сочетании с железом гумусовые вещества придают почвенному профилю характерную бурую окраску, которая в типичных бурых почвах не ослабляется явлением оподзоливания, т.е. на эту окраску не накладывается осветляющее влияние соединений кремния (Пономарева, Плотникова, 1980).

В целом, бурые лесные почвы обладают слабокислой или кислой реакцией и ненасыщенны основаниями. По В.М. Фридланду (1986) горно-лесные бурые типичные почвы имеют слабокислую реакцию, емкость поглощения 10-20 мг-экв. на 100г почвы, причем кверху она увеличивается; поглощающий комплекс несколько ненасыщен. По А.С. Владыченскому (1998) кислотность буроземов в общем не велика, в отдельных случаях достигает 15-20, редко больше мг-экв. на 100г почвы.

Горно-лесные бурые типичные почвы относятся к слабоненасыщенным основаниями. Емкость обмена варьирует в широких пределах и находится в прямой зависимости от содержания и распределения по профилю гумуса (табл.6). Большая сумма обменных катионов характерна для органогенных горизонтов. В собственно гумусовом горизонте емкость обмена меньше и по мере уменьшения содержания гумуса с глубиной снижается. В составе поглощенных катионов преобладает Са. Роль же поглощенного водорода как правило второстепенная. К низу профиля качество поглощенного кальция и водорода уменьшается быстро, тогда как содержание поглощенного магния – постепенно. (Огородников, Читоркина, 2004).

Горные буроземы хорошо обеспечены доступными растениям формами питательных элементов, за исключением фосфора. Богатство их грубым гумусом обеспечивает высокое содержание легкогидролизируемого азота. Обеспеченность калием также весьма высокая, это обстоятельство связано с особенностями почвообразующих пород. Наименьшее количество калия характерно для почв буковых лесов, фосфором же, напротив, эти почвы обеспечены больше (Владыченский, 1998).

Валовой химический состав горно-бурых лесных типичных почв показывает, что заметной дифференциацией профиля по содержанию алюминия, кремния, железа в этих почвах не происходит, соотношения SiO2:R2O3 почти не изменяются по профилю (табл. 5). Наблюдается только некоторое накопление в верхней гумусовой части профиля биогенных элементов: кальция и серы, с постепенным убыванием их содержания к материнской породе. Такой ход по профилю величин молекулярных соотношений и специфика распределения в нем основных оксидов свидетельствует об отсутствии в этих почвах признаков подзолообразования (Огородников, Читоркина, 2004).

Как отмечают Т.А. Соколова и Г.Я. Смирнова, в бурых лесных почвах Fe2O3 и Al2O3 мало подвижны, поэтому они интенсивно накапливаются в профиле, особенно в верхних горизонтах, где наиболее интенсивно идут процессы выветривания. Накопление Mg, вероятно, связано с закреплением его в форме глинных минералов и частично с биологической аккумуляцией. В бурых лесных почвах накопление Fe2O3 в профиле происходит в трех формах: в виде пленок на поверхности минеральных зерен и агрегатов, в составе глинных минералов и в форме конкреций (Соколова и Смирнова по Зимовцеву, 1962).

С.В. Зонн (1974) отмечал, что формы соединения железа, их соотношение и распределение могут быть определяющими в установлении того или иного свойства почвы. В целом для буроземообразования им были предложены следующие диагностические соотношения форм соединений железа: преобладание слобокристаллизованных их форм и возрастание их содержания с глубиной при одновременном уменьшении содержания аморфных и сильноокристаллизованных форм соединений железа. Содержание аморфных соединений железа уменьшается с глубиной, что является следствием биогенной его аккумуляции. Содержание же окристаллизованных форм, как правило, увеличивается с глубиной и тем интенсивней, чем сильнее и длительней переувлажнение, что связано с высокой подвижностью FeO и его кристаллизацией в горизонтах с достаточным доступом кислорода и достаточной длительностью периодов относительной их сухости. По мнению С.В. Зонна особенностью буроземов является среди окристаллизованных соединений несиликатного железа, преобладание его слабоокристализованных форм.

Итак, основные диагностические признаки бурых лесных почв это слабокислая реакция, низкие величины насыщенности, преобладание фульвокислот в составе гумуса, резкое убывание содержания гумуса по профилю, интенсивное накопление в профиле полуторных оксидов, узкое отношение SiO2/R2O3 и преобладание аморфных соединений железа над окристаллизованными, доминирование среди соединений окристаллизованного железа слабоокристаллизованных его форм.

5. Сельскохозяйственное использование и охрана бурых лесных почв

Сельскохозяйственное использование. Бурые лесные почвы используются под лесные угодья; в сельском хозяйстве они пригодны под зерновые, овощные, технические и плодовые культуры. Повсюду они отличаются высокой производительностью.

С.В. Зонн (1974) отмечал на примере бурых лесных почв Литвы, Белоруссии и Эстонии, что они имеют существенное значение, так как плодородны, легко оккультивируются и пригодны под сельскохозяйственное использование. Главный недостаток – площади таких почв невелики и распределены они в основном отдельными контурами. В лесном хозяйстве они представляют особую ценность, поскольку пригодны для культуры дуба и других древесных пород, требовательных к почвенным условиям.

На типичных бурых лесных почвах Кавказа развиты прекрасные буковые, пихтовые и смешанные леса. Введение этих почв в культуру с соблюдением необходимых противоэрозионных мероприятий дает благоприятные результаты. Оподзоленные бурые лесные почвы обладают ухудшенными физическими и химическими свойствами в отличие от типичных их представителей. Но они более освоены в отличие от других бурых лесных, т.к. обладают отсутствием щебня и приуроченены к наиболее пологим элементам рельефа. Бурые лесные кислые оподзоленные почвы используются под садовые, технические, цитрусовые, чай и виноград. Они нуждаются при сельскохозяйственном использовании в азотных и фосфорных удобрениях.

Остаточно-карбонатные бурые лесные почвы отличаются от бурых лесных типичных более лучшей оструктуренностью и щелочной реакцией в нижней части профиля, что не позволяет выращивать на них некоторые сельскохозяйственные культуры, например, чай (Фридланд, 1986).

В Горном Крыму на бурых лесных почвах возделывают виноградники, сады и плантации табака (Ливеровский, 1974). На Дальнем Востоке бурые лесные почвы используют под пашню, многолетние плодово-ягодные насаждения, но экологически более приемлемым является возделывание на них кормовых культур в специальных противоэрозионных севооборотах с зерновыми и многолетними травами (Костенков, Ознобихин, 2006). Предгорья Закарпатья, где распространены бурые лесные почвы, являются основными районами виноградства и плодоводства.

Бурые лесные почвы равнинных территорий чаще всего представлены поверхностно-глеевыми (Прикарпатье) или оподзоленными почвами (Дальний Восток). Основное мероприятие по повышению плодородия – создание мощного окультуренного пахотного горизонта путем постепенного углубления, удаления мешающих обработке крупных камней в сочетании с известкованием, а также с систематическим применением органических и минеральных удобрений (Руднева, 1957).

Охрана почв. Горно-лесные почвы, подвергающиеся воздействию лесных пожаров, становятся неустойчивыми против водной эрозии, теряют большое количество питательных веществ, приобретают новые послепожарные свойства (Стефин, 1981). Стартовым моментом пирогенной эволюции почв, почвенного покрова, климата, почвообразующего субстрата, рельефа, их возраста является пирогенная трансформация растительности, растительного покрова. Пирогенное воздействие на почвы дифференцируется на прямое и косвенное. Прямое проявляется в варьирование мощности органогенных и гумусовых горизонтах за счет их частичного или полного выгорания, появления в них включения древесного угля. Косвенное воздействие реализуется по следующим направлениям: 1) изменение профилеобразующих процессов и, прежде всего, процесса гумусообразования и гумусонакопления; 2) активизация плоскостной эрозии почв, солифлюкция (Пшеничников, Пшеничникова, 2002).

Самое важное предупреждение эрозии бурых лесных почв после катастрофических и сильных пожаров – скорейшее восстановление напочвенного покрова и возобновление леса. На свежих пажарищах и гарях, где огнем уничтожена большая часть лесной подстилки и напочвенного покрова весьма эффективным средством является подсев трав (Стефин, 1981).

Вторым видом антропогенного воздействия по своей значительности являются рубки леса. При сплошной рубке физические свойства почвы ухудшаются, часто уменьшается общая поразность и одновременно сильно падает некапиллярная скважность, в связи с этим водопроницаемость почвы сильно снижается (Гулисашвили, 1946). Диапазон активной влаги в верхних горизонтах бурых лесных почв (0-20 см) Семинского хребта на Горном Алтае на вырубках 30-летней давности в 1-1,5 раза больше, по сравнению с почвами на контрольном участке (кедровники, не затронутые антропогенными воздействиями). Но оценка лесорастительных свойств в данных почвах позволяет говорить о том, что они могут обеспечивать нормальное возобновление лесов (Читоркина, 2001).

Также большое воздействие на почвы оказывает выпас скота. На примере Семинского хребта Ю.А. Читоркина (Малянова) (1999) определила, что вследствие постоянных зоогенных нагрузок произошло резкое снижение возобновления кедра в кедровниках, что привело к доминированию лиственниц. Сокращение же выпаса скота привело к возобновлению кедра, что заметно сказалось на напочвенном покрове, плотности и скважности плодородия лесных почв.

Судьба горно-лесных почв полностью зависит от произрастающей на них лесной растительности. Сплошные вырубки, сильные лесные пожары сводят к нолю роль леса как почвообразователя, вследствие чего или развиваются абиогенные процессы в почвах, или резко изменяется направление почвообразования.

Заключение

Таким образом, данная курсовая работа позволила обобщить и систематизировать большой объем имеющейся литературы по бурым лесным почвам и выявить основные черты их формирования, генезиса и свойств.

Вопрос о распространении и генезисе бурых лесных почв долгое время оставался не решенным, в связи с чем, история изучения играет важную роль в формировании взглядов на данные почвы.

В ходе курсовой работы было выделено четыре основных периода в изучение буроземов. Первый период – бурые лесные впервые выделили как самостоятельный генетический тип почв в Европе, во второй период их начали выделять в СССР, в соответствии с чем, определились их первые генетические особенности; третий период – расширяется их ареал распространения, бурые лесные сравниваются с подзолистыми почвами, выделяются их оподзоленные подтипы; четвертый период связан с развитием взглядов на процессы, формирующие бурые лесные почвы, распространением их практически повсеместно и их классификацией. Сейчас бурые горно-лесные почвы являются самым распространенным видом горно-лесных почв.

Итак, в соответствии с поставленными задачами были выделены главные особенности бурых лесных почв:

1) Бурые лесные почвы не образуют сплошной зоны. Их выделяют в Закарпатье, Кодрах, Северном и Среднем Кавказе, на Урале, Алтае, Саянах и на Дальнем Востоке. В связи с этим, они имеют различные условия формирования.

Бурые лесные почвы формируются в основном на элювиально-делювиальных и аллювиальных отложениях под широколиственными, хвойно-широколиственными, хвойными, кустарничковыми и широкотравными лесами, в условиях умеренно теплого климата с преимущественно летними осадками.

2) Основными процессами, формирующими бурые лесные почвы являются: оглининение метаморфической природы, сопровождающееся образованием глинистых минералов; лессиваж и гумусоаккумулятивный процесс. Эти процессы являются слагающими буроземообразовательного процесса. В оподзоленных бурых лесных почвах наблюдается процесс оподзоливания с поверхности профиля.

3) Бурые лесные почвы слабодифференцированы по профилю и делятся на следующие генетические горизонты: А0 – А0А1 – А1 – Вt – С

Основной характерной особенностью профиля бурых лесных почв является метаморфический горизонт Вm, образовавшийся в процессе оглинения профиля. Для буроземов характерно присутствие минералов, таких как кварц, монмориллонит-нонтронит и вторичные слюды, т.е. железосодержащих минералов. По гранулометрическому составу бурые лесные почвы тяжелосуглинисты и легкосуглинисты, максимум илистой фракции и физической глины приходится чаще всего на верхнюю и среднюю части профиля, что приводит к оглиниванию гумусо-аккумулятивного и элювиального горизонтов. Оподзоленные бурые лесные почвы резко выделяются среди других подтипов бурых лесных. Они формируются на щебнистых и малощебнистых почвообразующих породах, уже сильно выветрелых. Поэтому гранулометрический состав не обнаруживает интенсивного процесса выветривания, таким образом, количество крупных частиц ничтожно и не уменьшается от нижних горизонтов к верхним.

Содержание гумуса составляет 4-10% в верхнем горизонте, но оно резко убывает по профилю. Состав гумуса бурых лесных почв либо фульватно-гуматный, либо гуматно-фульватный. Так как бурые лесные почвы богаты грубым гумусом, в них присутствует много легкогидролизуемого азота. Характерно преобладание фульвокислот над гуминовыми кислотами. Реакция слабокислая или кислая, ненасыщенны основаниями.

Для бурых лесных почв характерно накопление Fe2O3 в профиле, оно происходит в трех формах: в виде пленок на поверхности минеральных зерен и агрегатов, в составе глинных минералов и в форме конкреций. Преобладание аморфных форм железа над его окристаллизованными формами. Соотношения SiO2:R2O3 почти не изменяются по профилю.

4) Бурые лесные почвы отличаются высокой плодовитостью и используются в основном под зерновые, плодовые и овощные культуры. Оподзоленные бурые лесные почвы обладают ухудшенными физическими и химическими свойствами в отличие от типичных их представители, но они являются более освоенными в сельском хозяйстве. Главными антропогенными факторами, влияющими на буроземы, являются вырубка леса, пожары и выпас скота. Очень большое значение имеет восстановление растительного покрова путем подсева трав.

Литература

1.  Агрохимия почв юга Дальнего Востока [Учебное пособие] М.: Изд-во Круглый год. А. М. Ивлев, В. И. Дербенцева, В. И. Голов, В. Г. Трегубова. – 2001. – 100с.

2.  Алисов Б.П. Климат СССР. – М.: Изд-во МГУ, 1956. – 104с.

3.  Антипов-Каратаев И.Н. О бурых лесных и коричневых почвах // Почвоведение. – 1947. – №12

4.  Афанасьева Т.В., Василенко В.И., Терешина Т.В., Шеремет Б.В. Почвы СССР. М.: Изд-во Мысль, 1979. – 380с.

5.  Борисов А.А. Климат СССР. В прошлом, настоящем и будущем. – Л.: Изд-во Ленинградский университет, 1975. – 434с.

6.  Виленский Д.Г. Буроземный почвообразовательный процесс. // Вестник МГУ. – 1947. – № 5.

7.  Владыченский А.С. Особенности горного почвообразования. – М.: Изд-во Наука, 1988. – 191с.

8.  Вылцан И.А. Осадочные формации Горного Алтая. Томск, 1974. – 188с.

9.  Герасимов И.П. Бурые лесные почвы в СССР, Европейских странах и в США // Почвоведение. – 1959. – №7

10.  Герасимов И.П. О типах почв горных стран и вертикальной почвенной зональности. // Почвоведение. – 1948. - № 11.

11.  Градобоев Н.Д. Горные почвы кедровых лесов Алтая. // Труды по лесному хозяйству Сибири. – 1958. – Вып.4. – Новосибирск.

12.  Градобоев Н.Д. Почвы лиственничных лесов Сибири (Алтай, Кузнецкий Алатау и Тува) // Труды по лесному хозяйству Сибири. – 1955. – Вып.2. – Новосибирск.

13.  Гулисашвили В.З. Изменение основных элементов физических свойств бурых лесных почв при рубках леса. // Почвоведение. – 1946. - № 9.

14.  Гулисашвили В.З., Махатадзе Л.Б., Прилипко Л.Н. Растительность Кавказа. М.: Изд-во Наука, 1975. – 234с.

15.  Дюшофур Ф. Основы почвоведения. Эволюция почв (опыт изучения динамики почвообразования). М.: Изд-во Прогресс, 1970. – 591с.

16.  Ершов Ю.И. Закономерности почвообразования и выветривания в зоне перехода от Европейского континента к Тихому океану. М.: Изд-во Наука, 1984. – 260с.

17.  Захаров С.А. Почвы горных районов СССР. // Почвоведение. – 1966. – №7.

18.  Зонн С.В. Буроземообразование, псевдооподзоливание и подзолообразование. // Почвоведение. – 1966. - №7.

19.  Зонн С.В. Буроземообразование и псевдооподзоливание в почвах Русской Равнины. М.: Изд-во Наука, 1974. – 275с.

20.  Зонн С.В. Горно-лесные почвы Северо-Западного Кавказа. М.: Изд-во АН СССР, 1950. – 333с.

21.  Китредж Д. Влияние леса на климат, почвы и водный режим. М., 1951. – 456с.

22.  Классификация и диагностика почв СССР. М.: Изд-во Колос, 1977. – 224с.

23.  Классификация и диагностика почв. Смоленск: Изд-во Ойкумена, 2004. – 342с.

24.  Костенков Н.М., Ознобихин В.И. Почвы и почвенные ресурсы юга Дальнего Востока и их оценка // Почвоведение. – 2006. – №5

25.  Крылов А.Г., Речан С.П. Типы кедровых и лиственничных лесов Горного Алтая. М.: Изд-во Наука, 1967. – 233с.

26.  Ливеровский Ю.А. Почвы СССР. М.: Изд-во Мысль, 1974. – 462с.

27.  Ливеровский Ю.А. Проблемы генезиса и географии почв. М.: Изд-во Наука, 1987. – 248с.

28.  Огородников А.В., Читоркина О.Ю. Почвообразование в кедровых лесах Горного Алтая. Томск: ТГУ, 2004. – 173с.

29.  Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование. М.: Изд-во Наука, 1980. – 222с.

30.  Пономаренко В.М. Верхняя граница леса в горах Сихотэ-Алиня // Флора и растительность Сибири и Дальнего Востока / Тезисы докладов II Российской Конференции. Часть 2. – Красноярск. – 1996.

31.  Прасолов Л.И. Генезис, география и картография почв. М.: Изд-во Наука. – 1978. – 264с.

32.  Пшеничников Б.Ф., Пшеничникова Н.Ф. Генезис и эволюция приокеанических буроземов. Владивосток: Изд-во Дальневосточного Университета, 2002. – 290с.

33.  Руднева Е.Н. К вопросу о генезисе бурых лесных почв предгорий Закарпатья // Почвоведение. – 1957. – №10

34.  Пуртова Л.Н., Зимина М.П. Изменчивость физико-химических показателей бурых лесных почв в пределах фитогенных полей деревьев (юг Дальнего Востока) // Почвоведение. – 2007. – №1

35.  Середин Р.М. Природные ресурсы и производственные силы Северного Кавказа // Растительные ресурсы. Часть 1. Лес. Изд-во Ростовского Университета, 1980. – 360с.

36.  Соколова Е.И. Бурые горно-лесные почвы Крыма // Почвоведение. – 1947. – №8

37.  Соколова Т.А., Смирнова Г.Я. Некоторые материалы по бурым лесным почвам Дальнего Востока // Лес и почва. – Красноярск, 1968. – 611с.

38.  Стефин В.В. Антропогенные воздействия на горно-лесные почвы. – Новосибирск: Наука, 1981. – 168с.

39.  Строганова М.Н. Мир почв в образах [Электронное пособие] МГУ им. В.Н. Ломоносова. - 2007

40.  Урушадзе Т.Ф. Горные почвы СССР. М.: ВО «Агропромиздат», 1989. – 270с.

41.  Читоркина О.Ю. (Малянова О.Ю.) Влияние зоогенных нагрузок на свойства почв и произрастание древесной растительности в условиях Семинского хребта (Горный Алтай) // Почва, экология, общества: Тез. Докладов Докучаевских молодежных чтений, Санкт-Петербург, 1-4 марта, 1999.

42.  Читоркина О.Ю. Почвенно-экологические аспекты произрастания кедровых лесов Семинского хребта в условиях антропогенных и зоогенных нагрузок // Материалы XXXIX Междун. научн. студен. конф. «Студент и научно-технических прогресс»: Биология. – Часть 2. – Новосибирск, 2001.