АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Деградация почв на вырубках

Большой вред почвенному покрову наносит тяжелая лесозаготовительная техника (Бабинцева, Горбачев, 1979; Ковалева, 1979; Крупская и др., 1980; Исаев, 1981; Рубцов и др., 1983; Бабинцева и др.; Горбачев, Попова, 1992; Johnson, Beschta, 1980; Sidle, Drica, 1981; Weetman, Algar, 1983), в особенности валочная машина ВМ-4 в комплекте с двумя бесчокерными тракторами ЛП-18А.

В силу своих технических возможностей ВМ-4 (масса ее – 15 т) в процессе валки подходит к каждому дереву. Аналогичным образом перемещаются трактора ЛП-18А (массой 16,2 т каждый), собирающих пачку хлыстов,т.е. площадь лесосеки эродируется почти полностью (85%), причем 60% - в сильной степени. Имеющийся тонкомер, подрост, подлесок, напочвенный покров, лесная подстилка и верхние горизонты почв уничтожаются практически полностью Бабинцева и др., 1984). Одновременно нарушается противоэрозионная устойчивость почв, происходит смыв твердого материала (водная эрозия).

При этом существенно ухудшаются водно-физические свойства свойства почв – возрастает объемная масса, уменьшается общая

Таблица 8

Изменение водно-физических свойств дерново-глубокоподзолистой суглинистой почвы пихтарника мелкотравно-зеленомошного под воздействием комплекта машин ВМ-4 + 2 ЛП 18 А

Лес

0,76 38,2 67 39

Вырубка

1,42 39,8 45 10

______________________________________________________

пористость и пористость аэрации (табл. 8).

Агрегатная лесозаготовительная техника существенно изменяет макроструктуру почв (табл. 9). На эродированных почвах резко

Таблица 9

Изменение макроагрегатного состава почв под воздействием комплекта машин ВМ-4 + 2ЛП-18А

Лес

0-10 2 1 7 16/9 23/16 33/14 6/15 2/8 10/38

10-20 5 14 12 22/4 15/10 23/10 8/14 1/37 2/25

Вырубка

0-10 57 11 8 9/3 4/2 4/4 2/3 2/19 3/69

10-20 60 12 5 6 3 4 2/3 3/25 5/72

Примечание. Числитель – результаты сухого просеивания, знаменатель – мокрого.

увеличивается доля агрегатов крупнее 10 мм. При содержании этой фракции в естественной (в лесу) почве 2-5% на эродированной почве вырубки она увеличивается до 57-60%. Однако водопрочность структуры при этом резко падает. Если на контроле (в лесу) содержание водопрочных агрегатов размером более 1 мм составляет 24-39%, то после работы механизмов (вырубка) их содержание снижается до 9%, а на глубине 10-20 см макроструктура разрушается до такой степени, что водопрочные агрегаты отсутствуют совсем. Содержание частиц размером меньше 0,25 мм сильно возрастает и достигает 69-72%. Следовательно, в результате работы машин ВМ-4 + 2 ЛП- 18А структура почв в целом резко ухудшается. Учитывая, что в процессе разработки лесосек площадь участков с сильной степенью эродированности поверхности почвы достигает 60%, можно констатировать, что использование этих машин приводит к значительному снижению почвенного плодородия.

Исследование микрофлоры показало, что в эродированных почвах вырубок по сравнению с естественными почвами численность микроорганизмов резко падает (табл. 10). Общая

Таблица 10

Состав основных морфологических групп микроорганизмов в 20-сантиметровом слое почвы, тыс./г почвы

Лес

1330 1540 (44) 56 1430 24 2200 1,2 1,6

Вырубка

106 34 (4) 5,2 115,2 8,5 380 0,3 3,5

численность микроорганизмов (МПА+КАА+СА) в верхних горизонтах почвы в лесу в 10-15 раз выше, чем на вырубке. Коэффициент минерализации (отношение микроорганизмов, растущих на КАА, к микроорганизмам на МПА) в лесу выше в 4-6 раз.

В звене биоредуцентов в эродированных почвах вырубки снижается относительная доля актиномицетов и споровых бактерий. Все эти показатели свидетельствуют прежде всего о различиях вводно-воздушного режима в ненарушенных лесных почвах и почвах вырубок. Хорошая аэрация почв в лесу и достаточная их увлажненность способствуют развитию здесь аэробных форм микроорганизмов, которые выполняют основные функции в метаболизме азота и углерода. Здесь же более многочисленны и анаэробные азотфиксаторы рода Clostridium, а также спороносные бактерии. Уплотнение почв под влиянием техники, а следовательно, их слабая водопроницаемость вызывают угнетение как аэробных, так и анаэробных микроорганизмов. В составе целлюлозоразрушающих микроорганизмов в эродированных почвах вырубки почти исключается развитие актиномицетов и уменьшается содержание бактерий, тогда как в нетронутых лесных почвах бактериальные группировки резко

доминируют. Гумусоразрушающие бактерии обнаруживаются только в естественных лесных почвах (табл. 11).

Таблица 11

Состав физиологических групп микроорганизмов в 20-сантиметровом слое почвы, тыс./г почвы

Лес

10^-5 10^-4 56 32 5 26

Вырубка

10^-1 10^-2 нет 4,2 0,65 3

Перемешивание порубочных остатков с минеральными горизонтами способствуют тому, что в поверхностных горизонтах почвы развиваются комплексы факультативно-анаэробных микроорганизмов и желтопигментные формы, характерные для ризосферной фракции почв.

Уплотнение почв и снижение мобилизационной активности целого комплекса микроорганизмов, типичных для лесных почв, вызывают в то же время увеличение относительного содержания олгонитрофильных бактерий. Преобладание олигонитрофилов над сапрофитами свидетельствует об ухудшении режима питания в почвах и о труднодоступности питательных веществ как для микроорганизмов, так и для растений.

Резкое снижение численности микроорганизмов под влиянием ВМ-4, и в первую очередь уменьшение количества аммонификаторов, азотфиксаторов, целлюлозоразрушающих бактерий, приводит к резкому спаду ферментативной активности и интенсивности дыхания (табл. 12). Низкая каталазная активность нарушенных почв – свидетельство качественной перемены окислительно-восстановительного потенциала в них. При полевых исследованиях в местах работы тяжелой лесозаготовительной техники на поверхности почвы часто наблюдаются оглеенные сизоватые прослойки мощностью 2-4 см. Преобла-

Таблица 12

Ферментативная активность почв

Лес

38±2 27,6±0,9 26,6±1,1 84±2 7,5±0,9

Вырубка

8±2 5,4±0,6 1,2±0,3 8±4 1,3±0,4

________________________________________________________________________

дание восстановительных условий приводит к снижению интенсивности мобилизационных процессов, что проявляется прежде всего в низкой протеазной и целлюлазной активности.

Интегральным показателем биологической активности почв является выделение углекислоты. Количество продуцируемой углекислоты соответствует уровню жизнедеятельности микроорганизмов, корневых систем растений, почвенных зооценозов, активности биохимических реакций. Интенсивность выделения углекислоты эродированными почвами на вырубках в 5-6 раз меньше по сравнению с лесом.

Низкие показатели ферментативности активности и дыхания в нарушенных почвах не только обусловлены снижением активности микробных комплексов, зоо- и фитоценозов, но и в значительной мере определяются их питательным режимом. Уничтожение верхних горизонтов почв приводит к потере гумуса, азота и фосфора (Горбачев и др., 1980).

Учитывая, что биологические показатели ферментативной активности и интенсивности дыхания почв в значительной степени отражают уровень мобилизационных процессов в них и интенсивность биологического круговорота, можно с полным основанием говорить о резкой заторможенности последнего.

Таким образом, можно сделать следующие выводы.

После работы валочной машины ВМ-4 в комплексе с трелевочными тракторами ЛП-18А почвенный покров в значительной степени эродируется.

Динамика свойств почв на вырубках сводится к медленному возрастанию кислотности (в том числе и гидролитической), уменьшению степени насыщенности основаниями, что нередко сопровождается развитием процесса оглеения. Изменения затрагивают преимущественно верхние горизонты.

Восстановление почвенных свойств и почвенного покрова в целом несколько запаздывает по сравнению со становлением основного древостоя. Улучшение лесорастительных свойств почв происходит при перемешивании органических древесных остатков и минеральной части почвы.

При любых технологиях рубок существенное значение имеет время их проведения. Так, вырубки и вывоз древесины в зимний период приводят к меньшим нарушения не только наземного покрова, но и верхних подстилочных горизонтов, что приводит к значительно меньшим нарушениям в последующий период.

На вырубках происходит резкая смена гидротермического режима, значительно возрастает частота процессов промораживания – оттаивания.. В летний период почвы в большей степени прогреваются, что в условиях длительной сезонной мерзлоты приводит к более быстрому сезонному оттаиванию почв.

Развитие почв на вырубках сопровождается временным заболачиванием и развитием процесса оглеения.

Засорение порубочными остатками тормозит восстановление почвенного покрова, приводит к стихийным пожарам.

Использование валочной машины ВМ-4 приводит к ухудшению водно-физических, физико-механических свойств, питательного режима почв. Появление на склонах поверхностного стока способствует развитию водной эрозии. Нарушается структурно-динамическое состояние микрофлоры, резко падает ферментативная активность почв. Все это свидетельствует об ухудшении почвенных условий после работы этих машин, что позволяет прогнозировать возможное снижение продуктивности будущих древостоев.

Все вышеперечисленные изменения проявляются в широком диапазоне биоклиматических условий и во многом определяются типом почв, характером рельефа, технологией проведения рубок.

Особое беспокойство вызывает состояние почвенного покрова на вырубках горно-таежных территорий бассейна озера Байкал. Почвенный покров бассейна уникален, а некоторые почвы не имеют аналогов. Уникальность Байкала, гидрохимия его в значительной степени определяются химическим составом почв бассейна. Однако в горно-таежных почвах бассейна, которые характеризуются низкой противоэрозионной устойчивостью (мерзлотно-таежные, мерзлотные грубогумусные, торфянистые, перегнойные), патологические явления на вырубках проявляются в значительной степени. После вырубки леса площадь лесосеки эродируется на 25-30%. При этом резко падает инфильтрация почв (с 40-75 мм/мин до 1 мм/мин), а суммарный размер эрозии в зависимости от крутизны, экспозиции склонов, противоэрозионной устойчивости почв может достигать 10-28 тыс. т/км² (Краснощеков, Горбачев, 1987).

Все вышеперечисленные изменения проявляются в широком диапазоне биоклиматических условий и во многом определяются типом почв, характером рельефа, технологиями проведения вырубок.

Для предотвращения эрозии, переуплотнения почвенных горизонтов и улучшения плодородия почв на вырубках в больших масштабах следует:

– использовать манипуляторные механизмы (типа ЛП-19) строго в соответствии с технологией и их техническими возможностями;

– рубку леса вести с обязательным сохранением подроста и молодой части древостоя;

– для лесозаготовок максимально использовать зимний период;

– разработку лесосек проводить только в период достижения почвой состояния “физической спелости”.

В комплекс мероприятий для борьбы с отрицательными последствиями входят такие меры, как:

– укладка порубочных остатков на волоках, которая уменьшает потери органического вещества в результате минерализации в 2-3 раза; существенно снижает поверхностный сток, сохраняя тем самым водно-физические свойства почв;

– лесовосстановление (естественное и искусственное), которое приводит к частичному, а иногда и к полному возврату почвенных свойств.

Дата добавления: 2015-05-19 | Просмотры: 1278 | Нарушение авторских прав