Введение к работе
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 значимых компонентов национальной безопасности Российской Федерации. На территории России основная часть лесных массивов сосредоточена в Сибири. В тоже время ленточные боры Алтая периодически подвергаются лесным пожарам, которые охватывают площади в десятки тысяч гектаров.
Возникновение пожаров, их распространение и развитие во многом определяются погодными условиями. Лесные пожары являются одним из мощных природных факторов. Их влияние на лесооб-разовательные и лесовосстановительные процессы, вследствие значительных 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 условий на гарях, и процесс лесовосстановления во многом зависит от напряженности этих постпирогенных факторов. Полное уничтожение огнем древесного яруса, травяного покрова, лесной подстилки способствует увеличению освещенности (Сапожников, 1976), а также увеличивает проникновение осадков в почву, изменяет ее температурный режим и приземного слоя воздуха (Фуряев, 1977).
Ленточные боры Алтайского края занимают 16% от общей площади лесов края (Парамонов, Ишутин, 2001). Они являются своеобразной экосистемой, сформировавшейся в течение многих тысячелетий 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 профиле 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 боров в лесостепной зоне Алтайского Приобья. Задачи исследований.
-
Изучить теплофизические характеристики дерново-подзолистых почв на различных элементах мезорельефа под естественным древостоем и на горельниках.
-
Изучить сезонную динамику тепла и влаги в почве горельни-ков и под естественным лесным покровом.
-
Выявить влияние пожаров на физические и физико-химические свойства почв.
-
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 проведено сопряженное изучение изменения экологических факторов (температура, влажность) и показателей встречаемости отдельных видов 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 ленточных боров формируется в нижней трети склона юго-западной экспозиции под естественным древостоем.
Защищаемые положения.
Пожары являются причиной изменения гидротермического режима и теплофизического состояния дерново-подзолистых лесных почв.
Значения влажности, температуры и теплофизических показателей в профиле дерново-подзолистой почвы, а также их динамика в течение вегетации определяются элементами мезорельефа и экспозицией склонов.
Лесовозобновление сосны зависит от гидротермического режима почв, степени освещенности, рельефа.
Теоретическая и практическая значимость
Установлены закономерности изменения гидротермического режима в дерново-подзолистых почвах на горельниках и под естественным лесным покровом на различных элементах мезорельефа. Полученные результаты могут быть использованы в условиях Алтайского Приобья при организации мероприятий по восстановлению ленточных боров после пожаров.
Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались: на научно - практической конференции института природообустройства среди аспирантов и молодых ученых, V Международной научно-практической конференции «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 публикации 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 литературы и приложений. Содержание работы изложено на 116 страницах печатного текста, включая 21 таблицу, 24 рисунка, 5 приложения. Список использованной литературы включает 165 наименования, в том числе 10 иностранных.
Похожие диссертации на Почвенно-физические условия возобновления сосны на гарях ленточных боров Алтайского Приобья
