Физические свойства минеральных горизонтов почв вырубки (средняя тайга, Республика Коми)

Аннотация

 Проанализированы изменения физических свойств подзолистых почв спустя три года после рубки хвойно-лиственного леса на территории средней тайги Республики Коми при трех- и десятикратном проездах форвардера, а также после выравнивания глубоких колей, образовавшихся после десяти проездов. Показано влияние разного числа проездов на плотность почвы, коэффициент фильтрации, сопротивление расклиниванию и сдавливанию. Выдвинуто предположение о различных механизмах изменения почв: три прохода форвардера приводят к сдавливанию, десять — к сдавливанию и турбированию, которое подтвердилось показаниями плотности и твердости почвы. Выявлено, что сдавливание после трех проходов приводит к увеличению плотности на 0,15 г×см^-3 и росту сопротивления пенетрации на 25%. При этом изменений в скорости фильтрации не зафиксировано. Десять проходов форвардера привели к перемешиванию, которое нивелировало возможное уплотнение за счет привнесения лесной подстилки в верхние минеральные горизонты почв. Таким же образом произошло уменьшение показателей пенетрации в два-три раза по сравнению с ненарушенным участком, но наряду с этим водопроницаемость волока после десяти проездов уменьшается с 70 до 1 см×сут^-1. Выявлено, что выравнивание колей приводит к заметному уменьшению плотности почвы спустя три года, в том числе по сравнению с ненарушенной почвой пасечного участка. Более того, в несколько раз возрастает скорость фильтрации. Однако на выровненном участке повышается сопротивление пенетрации. Оценка параметров аппроксимации кривой водоудерживания уравнением ван Генухтена позволила выявить изменения почв волоков по сравнению с механически ненарушенным участком. Отмечено уменьшение диапазона подвижной влаги в результате уплотнения и образования колей от тяжелой техники, приводящее к застою влаги в колеях.

Литература

1.               Бахмет О.Н. Структурно-функциональная организация органопрофилей почв лесных экосистем Северо-Запада России: Автореф. дис. … докт. биол. наук. Петрозаводск, 2014.

2.               Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2018 году» [электронный ресурс]: http://gosdoklad‒ecology.ru/2018/ (дата обращения 26.11.2023)

3.               Дымов А.А. Влияние сплошных рубок в бореальных лесах России на почвы (обзор) // Почвоведение. 2017. № 7. https://doi.org/10.7868/S0032180X17070024

4.               Дымов А.А. Почвенные сукцессии в бореальных лесах Республики Коми. М., 2020. https://doi.org/10.34756/GEOS.2020.10.37828

5.               Дымов А.А., Старцев В.В., Горбач Н.М. и др. Изменения почв и растительности при разном числе проездов колесной лесозаготовительной техники (средняя тайга, Республика Коми) // Почвоведение. 2022. № 11. https://doi.org/10.31857/S0032180X22110028

6.               Ильчуков С.В. Пространственная структура коренных и производных лесов таежных ландшафтов Республики Коми. Екатеринбург, 2012.

7.               Карпечко А.Ю. Влияние разных технологий лесосечных работ на плотность почвы и массу корней // Сибирский лесной журнал. 2019. № 5. https://doi.org/10.15372/SJFS20190505

8.               Катаров В.К., Сюнёв В.С., Ратькова Е.И. и др. Влияние форвардеров на лесные почвогрунты // Resources and Technology. 2012. № 9 (2).

9.               Классификация и диагностика почв России / Авторы и составители: Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева. и др. Смоленск, 2004.

10.            Мешалкина Ю.Л., Самсонова В.П. Математическая статистика в почвоведении: Практикум. М., 2008.

11.            Новаковская И.В., Патова Е.Н., Сивков М.Д. и др. Роль почвенной фототрофной биоты в зарастании оголенных субстратов (на примере трансформированных лесных и горно-тундровых ландшафтов) // Актуальные вопросы теории и практики лесного почвоведения: материалы X Всероссийской научной конференции по лесному почвоведению с международным участием. Петрозаводск, 18–22 сентября 2023.

12.            Орешкина Н.С. Статистические оценки пространственной изменчивости свойств почв. М., 1988.

13.            Осипов А.Ф., Тужилкина В.В., Дымов А.А. и др. Запасы фитомассы и органического углерода среднетаежных ельников при восстановлении после сплошно-лесосечной рубки // Известия РАН. Сер. биологическая. 2019. № 2. https://doi.org/10.1134/S0002332919020103

14.            Телеснина В.М., Шахин Д.А. Влияние послерубочных лесовосстановительных сукцессий на лесные почвы (на примере песчаных подзолов средней тайги Западной Сибири) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1999. № 2.

15.            Шваров А.П., Смагин А.В., Дембовецкий А.В. и др. Полевые методы определения физических свойств и режимов торфяных и минеральных почв: Учебное пособие к полевой практике для студентов, обучающихся по направлению подготовки 021900 Почвоведение // Под ред. Е.В. Шеина. М., 2012.

16.            Шеин Е.В. Курс физики почв. М., 2005.

17.            Теории и методы физики почв. / Под ред. Е.В. Шеина и Л.О. Карпачевского. М., 2007.

18.            Юдина А.В., Фомин Д.С., Валдес-Коровкин И.А. и др. Пути создания классификации почв по гранулометрическому составу на основе метода лазерной дифракции // Почвоведение. 2020. № 11. https://doi.org/10.31857/S0032180X20110143

19.            Cambi M., Grigolato S., Neri F., Picchio R., Marchi E. Effects of Forwarder Operation on Soil Physical Characteristics: a Case Study in the Italian Alps // Croatian J. of Forest Engineering. 2016. Vol. 37, № 2.

20.            Huang X., Horn R., Ren T. Deformation and pore water pressure change during static and cyclic loading with subsequent shearing on soils with different textures and matric potentials //Soil and Tillage Research. 2021. Vol. 209. https://doi.org/10.1016/j.still.2020.104909

21.            Ilintsev A., Nakvasina E., Högbom L. et al. Influence of ruts on the physical properties of Gleyic Retisols after logging machinery passage // Scandinavian Journal of Forest Research. 2022. Vol. 37, № 4. https://doi.org/10.1080/02827581.2022.2085785

22.            Riggert R., Fleige H., Horn R. An Assessment Scheme for Soil Degradation Caused by

Forestry Machinery on Skid Trails in Germany // Soil Sci. Soc. Am. J. 2018. 83:S1–S12. https://doi.org/10.2136/sssaj2018.07.0255

23.            Scharlemann J., Tanner E., Hiederer R. et al. Global soil carbon: Understanding and managing the largest terrestrial carbon pool // Carbon Management. 2014. Vol. 5.

24.            STATISTICA: Data Mining, анализ данных, контроль качества, прогнозирование, обучение, консалтинг. — URL: http://statsoft.ru (дата обращения: 04.05.2023).

25.            Toivio J., Helmisaari H.‒S., Palviainen M. et al. Impacts of timber forwarding on physical properties of forest soils in southern Finland // Forest Ecology and Management. 2017. Vol. 405. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2017.09.022

26.            van Genuchten M.Th. A closed‒form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils // Soil Sci. Soc. Am. 1980. Vol. 44.

27.            van Genuchten M.Th., Leij F.J., Yates S.R. The RETC Code for Quantifying the Hydraulic Functions of Unsaturated Soils. California, USA, 1991.

28.            Wood M.J., Carling P.A., Moffat A.J. Reduced ground disturbance during mechanized forest harvesting on sensitive forest soils in the UK // Forestry: An International Journal of Forest Research. 2003. Vol. 76, № 3. https://doi.org/10.1093/forestry/76.3.345