Лесная подстилка
Лесная подстилка Напочвенное образование, формирующееся под пологом леса из продуктов опада надземных ярусов лесного биоценоза. Название связано исторически с тем, что крестьяне собирали напочвенный слой из опавшей хвои и листьев на подстилку скоту. Это не только продукт леса и его компонентов, но и фактор, влияющий на лес в целом. От мощности, состава, влажности, особенностей гумификации зависит возобновление, рост и продуктивность деревьев, свойства почвы, водный режим, предохранение от эрозии. Л. п. обеспечивает жизнедеятельность многих видов почвенной фауны, микроорганизмов; она является одним из источников углекислоты, азотного питания, это важное звено в биологическом круговороте веществ и энергии. n Лесная подстилка накапливается постепенно, состоит из нескольких слоев: верхний – свежий опад, не затронутый процессами разложения и гумификации, средний – из полуразложившихся остатков, нижний – аморфная гумифицированная масса органического вещества темного цвета, в той или иной мере благодаря деятельности червей смешанная с минеральной частью почвы n
n n ЛЕСНАЯ ПОДСТИЛКА, напочвенное образование, формирующееся под пологом леса из продуктов опада наземных ярусов лесного биоценоза. Л. п. образует на поверхности почвы войлокообразный слой, является местом обитания множества животных. Она пронизана корнями растений. Органические остатки, слагающие Л. п. , находятся на разной стадии разложения и гумификации. Запас, мощность и сложение Л. п. зависят от видового состава лесообразующих пород, возраста леса, сомкнутости лесного полога, ярусности насаждения, развития живого напочвенного покрова, водного режима почвы, активности роюще-грызущей фауны и пр. В спелых лиственных лесах масса Л. п. редко достигает 3000 кг/га, в сухих хвойных насаждениях она колеблется от 3000 до 6000 кг/га, в свежих и сырых — накапливается 25— 30 т/га и более. В развитой Л. п. различают несколько слоев. Верхний сложен свежим опадом, ещё мало затронутым процессами разложения и гумификации. В нём легко различают слагающие его растительные остатки, обычно желтовато-бурого цвета. Средний слой состоит из полуразложившихся остатков, часть из них сохранила морфологические признаки растений или их частей. Во влажных и сырых сомкнутых лесах этот слой Л. п. пронизан мицелием грибов. Цвет от буро-жёлтого до шоколадного, в зависимости от состава опада и влажности почвы. Его часто называют слоем ферментации лесного опада. Нижний слой — аморфная гумифицированная масса органического вещества тёмно-серого, бурого или чёрного цвета. При активной деятельности роющей фауны нижний слой Л. п. может быть значительно смешан с минеральными частицами нижележащей почвы, что часто затрудняет его отделение от аккумулятивного почвенного горизонта (А, ). При морфологическом описании Л. п. используют обозначения: для массы подстилки — А 0 или О; для её слоев a, F, Н или соответственно Оa , ОF , ОH.
Л. п. имеет огромное значение в почвообразовании под лесом. Она регулирует химический состав и агрессивность раствора, поступающего в почву; тепловой режим и физические свойства лесной почвы. В процессе разложения растительных остатков, образующих Л. п. , освобождаются важнейшие биогенные элементы, поддерживающие почвенное плодородие. Регулируя состав лесообразующих пород, подлеска и напочвенного покрова, можно направленно изменять свойства, химический состав Л. п. и интенсивность процессов её минерализации и тем самым улучшать эффективное плодородие почвы. Сбор Л. п. и вывоз её из леса наносит ему вред, нарушая естественнный круговорот веществ и энергии в лесном биогеоценозе.
Запасы и качество подстилки в лесу зависят также от количества поступающего на почву опада и быстроты его разложения. Это обусловливается климатом, почвой, рельефом местности, формой древостоев, их возрастом и густотой подлеска, живого напочвенного покрова и т. п. Чем плодороднее почва, тем больше опадает листвы; чем гуще древостой, тем больше ежегодный опад листьев. Теневыносливые, густо облиственные породы дают больше опада, чем светолюбивые. Г. Ф. Морозов расположил лесные породы по количеству опада в следующий ряд (в убывающем порядке): лиственные породы – бук, граб, липа, клен, ольха, ильмовые, дуб, ясень, осина, береза; хвойные породы – пихта, ель, кедр, сосна, лиственница. Запас подстилки в лесу нередко в 2– 5 раз больше количества ежегодного опада, потому что в течение года разлагается лишь около 40% всей подстилки. Всего насчитывается лесной подстилки от 3000 до 15000 кг на 1 га, в зависимости от состава насаждений, почвы, климата и др. Так, по данным Г. Ф. Морозова, количество лесной подстилки в Шиповом лесу в дубравах на суглинке составляет 6700 кг, а на солонцеватой почве – 3700 кг на 1 га, т. е. почти в 2 раза меньше. В брянских сосняках-черничниках, по данным Л. М. Медведева, запас мертвого покрова (с мхами) достигает более 200 т на 1 га.
Лесная подстилка предохраняет верхние слои почвы от разрушения и от заиления. Она способствует переводу поверхностного стока весенних талых вод и дождевых, особенно ливневых вод, во внутрипочвенный, защищая почву от смыва и размыва. Однако значение лесной подстилки в жизни леса не ограничивается только функциями повышения плодородия лесных почв. Она является основным фактором влияния леса на почву. Продукты ее разложения под влиянием лесного микроклимата производят глубокие изменения в нижележащих слоях почвы и это главным образом определяет характер почвообразовательных процессов под лесом. Значение ее усиливается еще и тем, что она представляет собой биологическую среду для жизни многих животных, растений и микроорганизмов. Кроме того, подстилка непосредственно или косвенно через воздействие на почву оказывает влияние на живой покров, на возобновление леса, на производительность древостоев, то есть на всю жизнь леса от его возникновения и до рубки.
Типы лесной подстилки Впервые классификация была предложена датским лесоводом П. Мюллером в 1887 г. 1. Мягкий перегной (гумус), или мулль, образуется при быстром разложении опада широколиственных пород и кустарников: ильмовых, липы, ясеня, граба, лещины, бузины и др. ; особенно в их смешанных древостоях. В. травяном покрове показателями мулля являются сныть, перелеска, ясменник, крапива двудомная и др. Обмен веществ между древостоем и почвой происходит быстро - в течение 1 -2 лет. К моменту листопада в данном году на почве остается лишь небольшая часть опадапредшествующей осени, главным образом листовые черешки и жилки, остатки плодов, веточек и др. Перегнивший опад перемешивается с почвой. Почвы изобилуют гумусом (до 10 -15% в верхнем горизонте), имеют водопрочную зернистую структуру, нейтральную реакцию (р. Н 6, 0 -7, 5), много дождевых червей
Рыхлая подстилка образуется при достаточном количестве тепла, света и влаги. Она под влиянием микроорганизмов, дождевых червей, ряда животных и других факторов образует мягкий гумус. Мягкий гумус имеет рыхлую, мелко комковатую или крупнозернистую структуру, повышенную воздухоемкость. Количество дождевых червей составляет 5– 10 млн. на 1 га. Роль дождевых червей в жизнедятельности почвы весьма значительна. Ч. Дарвин писал: «Плуг – одно из древнейших и ценнейших изобретений человека. Однако задолго до его появления земля была равномерно обработана червями и будет непрерывно обрабатываться впредь. . . Сомнительно, чтобы какое другое животное сыграло такую значительную роль в истории земли, как это низкоорганизованное существо» . Мягкий гумус содержит огромное количество бактерий (более 30 млн. на 1 г почвы). Они имеют большое значение в преобразовании почвы и обогащении ее азотом, в ряде случаев содействуют усвоению корнями радиоактивных элементов. Реакция мягкого гумуса слабокислая или нейтральная; кислотность ее составляет 6, 0– 6, 5, с колебаниями от 4, 5 до 7, 5. Мягкий гумус постепенно переходит в нижележащий генетический слой лесной почвы. Под рыхлой подстилкой и мягким гумусом почва имеет менее выраженный или совсем незаметный подзолистый горизонт.
2. Модер - перегной промежуточного типа, распространен под лиственными породами, особенно в насаждениях из дуба и бука, или в смешанных хвойно-лиственных древостоях. Мощность подстилки 3 -7 см соответствует по весу 2 -5 -летнему количеству опада. Различают три слоя подстилки: Ао' - свежий опад, едва затронутый разложением; Ао" - полуразложившийся опад, буроватый, зачастую волокнистый с легкоразличимыми хвоинками, жилками и черешками листьев, остатками более прочных элементов опада - кусочками коры, чешуек шишек и т. д. Ао'" - темно-бурый гумифицированный слой, представляющий собой аморфную, бесструктурную массу, лежащую непосредственно на гумусовом горизонте почвы А| и переходящую в него постепенно. Реакция подстилки и почвы слабокислая (р. Н 5, 0 -6, 5). Обмен веществ между древостоем и почвой замедленный
Плотная лесная подстилка состоит из двух-трех слоев, войлокообразная, пронизанная ясно выраженными нитевидными сплетениями (мицелием) грибов, образует грубый гумус. Кислотность ее достигает 3– 4, т. е. значительная, поэтому ее называют кислой подстилкой. Такая подстилка лишена или содержит мало вяло подвижных дождевых червей, а также бактерий. Она плотно прилегает к почве, но не смешивается с ней.
3. Грубый перегной (гумус) - мор - образуется почти исключительно в хвойных насаждениях, главным образом в сосняках, ельниках, лиственничниках, кедровниках, чаще на бедных почвах и субстратах, в более холодном и влажном климате. Имеет вид полуторфянистого слоя, пронизанного корнями деревьев и мелких кустарников (вереск, черника, брусника и др. ), а также гифами грибов. Пахнет плесенью. Мощность от 5 до 20 см. Как и модер, состоит из трех слоев, причем Ао" может занимать до 8/10 их мощности. Вес подстилки соответствует более чем 5 -летнему количеству опада. Накопляется грубый перегной вследствие преобладания в нем грубого опада, богатого смолами и дубильными веществами (хвоя, листья дуба, бука, осины и других пород), разлагающегося медленно. Дождевых червей почти нет. Реакция перегноя кислая (р. Н 3, 0 -5, 0), что благоприятствует разрастанию сплошного яруса блестящих мхов (плевроциум, хипнум, хилокомиум, дикранум и др. ) и кукушкина льна.
Хвойная подстилка
Живые обитатели хвойной подстилки
Еловые корни в подстилке
Раковинные амебы, питающиеся бактериями на разлагающихся листьях лесной подстилки
Сухлянка двухлетняя активно разлагает мягкий валежник, находящийся под лесной подстилкой
Маразмиусы (негниючники) активно разлагают лесную подстилку
Сухлянка двухлетняя (активно разлагает мелкий валежник, находящийся под лесной подстилкой)
n В исследованиях Фалька (1909 г. ) тип перегноя зависит от почвенной микрофлоры и грибов. Он считал, что существует два типа разложения органического вещества: каррозия и деструкция. При каррозии разрушаются клетчатка и лигнин, а при деструкции – только клетчатка, что и приводит к образованию грубого перегноя – мора. Каррозию обеспечивают агариковые грибы, обитающие в подстилке березового леса (Agaricus nebularis ) и другие грибы лиственных лесов , а деструкцию гриб Coniophora, преобладающие в хвойных лесах.
На состояние лесной подстилки оказывают большое воздействие характер смешивания древесных пород, подлесок, напочвенный живой покров. Хвойно-лиственные древостой образуют более рыхлую подстилку, чем чисто хвойные, в частности елово-пихтовые древостой, в которых подстилка плотная, войлокообразная, кислая. Примесь к хвойным породам бука, липы, березы и осины уменьшает кислотность подстилки, так как в листьях указанных пород нет или имеется мало дубильных веществ. Кустарники – желтая акация, бузина, лещина и рябина содействуют образованию рыхлой подстилки, так как содержат в листьях значительное количество извести. Лох, облепиха, ольха, ракитник, желтая акация и некоторые другие породы обогащают почву азотом, усваивая его из атмосферы клубеньковыми бактериями, развивающимися на корнях этих пород. Моховой покров образует более кислый перегной, чем травянистый
Лесная подстилка является главным источником азотистых соединений, имеющих огромное значение в жизнедеятельности растений. Без азота невозможно образование белка – важнейшего носителя жизни. С увеличением содержания азота в органическом веществе лесной породы повышается продуктивность древостоев, изменяется состав насаждений. Лесные породы, как и большая часть растений, получают азот в форме нитратов, т. е. разных солей азотной кислоты, а также в виде аммиачных солей разных кислот. Источниками азота в лесных почвах являются: азот органического вещества, в частности лесной подстилки, поступающей в почву в результате минерализации ее при посредстве бактерий, переводящих его в усвояемые формы (аммиачные соли, соли азотной кислоты); азот свободного воздуха, доставляемый в почву осадками и электрическими разрядами или усвояемый бобовыми и некоторыми другими растениями при посредстве клубеньковых бактерий, а также свободноживущими в почве азотфиксирующими бактериями; азотистые вещества, образующиеся в результате нитрификации (окисления аммиака до азотной кислоты), под влиянием света, ряда микроэлементов, радиоактивных элементов и редких земель, например титана, а также через микоризы
Лесная подстилка оказывает большое влияние на формирование и рост древостоев, успешность естественного возобновления (прорастание семян лесных пород, рост всходов). Рыхлая подстилка благоприятствует появлению самосева и развитию подроста древесных пород; плотная, кислая, толстая подстилка препятствует прорастанию семян и росту всходов. Древостой на почвах с грубым гумусом растут медленнее. Древостой на почвах с рыхлой подстилкой растут быстрее, образуют крупномерную древесину в более короткие сроки.
В целях повышения плодородия лесных почв и продуктивности лесов, успешности естественного возобновления, предотвращения заболачивания, повышения водорегулирующей и противоэрозионной роли леса стремятся грубый гумус превратить в мягкий. Это достигается различными лесохозяйственными мероприятиями, важнейшими из которых являются следующие: 1. Сохранение в древостоях или дополнительное введение в состав пород, улучшающих почву и обогащающих ее азотом. Некоторые породы (дрок, ракитник, акация, ольха, лох, облепиха) обогащают почву не только органическим, но и атмосферным азотом. В. И. Кравцов указывает, что в Казахстане земли из-под лоха считают более урожайными и используют их для бахчей и огородов. В Чарымской лесной даче (Алма-атинская область) древостой лучшего роста наблюдаются в местах, где в подлеске растет лох. 2. Систематическое регулирование рубками ухода состава древостоев, предотвращающее излишне большую сомкнутость, особенно чистых хвойных древостоев, изреживая их до такой степени, при которой усиливается разложение грубого гумуса. 3. Рыхление верхних слоев почвы с целью перемешивания подстилки с минеральным слоем. Полное удаление лесной подстилки или сбор ее по всей площади в течение нескольких лет не рекомендуется, так как это вызывает обеднение, уплотнение и иссушение лесных почв. 4. Проведение на лесосеках обжигания, а в отдельных случаях, в особенно ценных насаждениях, известкования почвы. 5. Разбрасывание мелких остатков от лесозаготовок, применение зеленого удобрения на малоплодородных сухих песчаных почвах для обогащения верхних слоев гумусом и влагой.
Скачать презентацию Лесная подстилка Лесная подстилка Напочвенное образование формирующееся
Лесная подстилка.ppt