Введение к работе
Актуальность. Отпад и валеж - важные компоненты жизни естественного леса. Им принадлежит особое место в системе наземных форм детрита. Разлагаясь в бореальных лесах в течение 70-90 лет, они влияют на свойства почв и других компонентов экосистемы, в том числе на почвенную биоту. Экологическая роль отпада и валежа и их влияние непосредственно на свойства почвы исследованы недостаточно. Представляется актуальным изучение изменений свойств и структуры ряда компонентов лесных экосистем, в том числе почв, в присутствии валежа и отпада. Понимание особенностей взаимоотношений компонентов экосистемы, позволяет целенаправленно использовать потенциальные возможности биогеоценоза по восстановлению нарушенного природного равновесия.
Цель и задачи исследования. Цель исследования - выявить влияние валежа на свойства дерново-подзолистых (лесных) почв южной тайги.
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:
изучение содержания водорастворимого органического вещества (ВОВ) в почвах методом последовательных водных вытяжек;
определение подвижности ионов металлов и органического углерода в осадках и лизиметрических водах, а также содержания фосфора и органического углерода в почвах;
изучение химических и физических свойств почв под валежом и в пределах одного метра от него (фон);
исследование возможности использования электрического зондирования для оценки изменений свойств почв под воздействием валежа;
изучение распределения электрического сопротивления в почвах вырубок.
Положения, выносимые на защиту:
-
Валеж формирует особую экологическую нишу в лесных экосистемах, изменяя физические и химические свойства почвы.
-
Электрическое зондирование позволяет выявить изменения свойств почв, связанных с воздействием валежа.
-
В почве под валежом меняется характер экстрагируемости органического вещества последовательными водными вытяжками.
Научная новизна исследования. В работе впервые показано, что в почвах под валежом (возраст < 20 лет) заметно уменьшается содержание гумуса, изменяется кислотность и характер поступления ВОВ в водную вытяжку, а также увеличивается удельное электрическое сопротивление почвы, что, в значительной степени, определяется меньшей влажностью почв под валежом. Показан разный характер воздействия валежа на почву в зависимости от древесной породы.
Электрическое зондирование показало, что на 2-3-летних вырубках сохраняется анизотропность почв (приуроченная к пням) и резко возрастает общее электрическое сопротивление почв благодаря сухим корням пней.
Установлена возможность применения метода последовательных водных вытяжек для анализа экстрагируемости водорастворимого органического вещества из различных объектов.
Практическая значимость работы. Показана необходимость учитывать роль валежа в жизни экосистемы. Он создает новые условия для произрастания лесных растений (мхов, кислицы, возобновления ели). Продемонстрированы новые возможности метода электрического зондирования при полевых исследованиях почвенного покрова лесных биогеоценозов.
Данная работа была поддержана грантами РФФИ (проекты №02-04-48272 и 05-04-48015).
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Ломоносовских чтениях 2000-2001гг., на Пущинских школах-конференциях 2000-2002гг., в трудах Всероссийской конференции по фундаментальным физическим исследованиям в почвоведении 2003г., на 4-м съезде Докучаевского общества почвоведов 2004г.
По материалам диссертации опубликовано 2 статьи, общий объем 2,5 п.л. Личный вклад - 75%.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 119 страницах печатного текста, включая 20 таблиц, 36 рисунков и приложения. Список литературы состоит из 110 наименований, в том числе 12 на иностранных языках.
Автор выражает глубокую признательность научному руководителю д.б.н., профессору Л.О. Карпачевскому, д.б.н. Т.А. Зубковой и д.б.н. А.И. Позднякову за помощь в проведении исследований и ценные замечания при написании работы, а также зав. кафедрой, д.б.н., профессору Е.В. Шеину и всему коллективу кафедры физики и мелиорации почв за ценные советы и доброе отношение.
