Курсовая работа: Влияние почвенного плодородия на продуктивность лесообразующих пород

Почвоведение – это наука о почве, как природном теле, средстве производства и предмете труда. Почва с её плодородием - один из наиболее существенных факторов жизни растений, в том числе и древесных.

Выращивание древесных насаждений входит в задачу лесного хозяйства, значение леса огромно. Он необходим для получения древесины, служащей строительным материалом, топливом, сырьем для отраслевой промышленности. Лес как мощная растительная формация, оказывает огромное влияние положительное на все компоненты природы – на чистоту и состав атмосферы, климат, на сохранение почв от размыва и развеивания на чистоту подземных и поверхностных вод и т. д.; древесные насаждения являются мощным орудием преобразования природы.

Лес оказывает огромное влияние на психическое состояние человека. Общение с лесом и его фауной вызывает в человеке многочисленные положительные эмоции, способствует отдыху, эстетическому наслаждению и оздоровлению всего организма.

Для того чтобы лесные насаждения в наилучшей мере удовлетворяли разнообразным потребностям, необходимо научится соответствующим образом влиять на их жизнь. Это влияние осуществляется путем воздействия на природные факторы, в том числе и на почву.

Влияние природных факторов сложно и многообразно. Необходимо научится понимать действие этих факторов в их взаимной связи и распознать роль каждого из них.

Согласно В.В. Докучаеву, почва есть «вполне самостоятельное естественноисторическое тело, которое является результатом совокупной деятельности а) грунта; б) климата; в) растений и животных; г) возраста страны; д) рельефа местности. К названным пяти факторам почвообразования, изменяющим горные породы и превращающим их в почвы, в настоящее время добавляется шестой – деятельность человека.

Важнейшим качеством, отличающим почву от горной породы, является плодородие – способность удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы воздухом, благоприятным физическим условиям и физико-химической средой.

Почвенный покров имеет незначительную мощность по сравнению с толщей земной коры, тем не менее, почвы играют исключительную роль в биосфере Земли.

В почве и в верхних горизонтах породы совершается биологический круговорот веществ. Растения извлекают из толщи породы необходимые им питательные вещества, которые сначала накапливаются в живом веществе, а после отмирания растений падают в верхний слой почвы. Здесь растительные остатки подвергаются переработке сначала почвенными животными, а затем многочисленными микроорганизмами. В результате сложных биохимических процессов образуется специфическое для почвы органическое вещество- гумус. В состав гумуса наиболее активную роль играют высокополимерные гумусовые кислоты, образующие устойчивые соединения с минеральными веществами почвы и обеспечивающие водопрочную зернистую и комковатую структуру наиболее плодородных почв, стабильные запасы питательных элементов в них.

Таким образом, гумус выполняет роль носителя почвенного плодородия, в нем сосредоточена самая активная часть солнечной энергии, накопленной в почве.

Почва с её запасом гумуса, определенной структурой, плодородием является ценнейшим природным ресурсом.

Сохранение почвенного покрова и повышения плодородия почв – важнейшие условия увеличения биологической продуктивности природных ландшафтов, земледелия и лесоводства. Без почвенно-экологических систем и без воспроизводства биомассы, биосфера не может существовать.

Практическое использование почвенного покрова в разных областях хозяйства должно быть рассчитано на сохранение и расширение биохимических функций живого вещества и почв. Охрана почвенных ресурсов и постепенное увеличение их производительности для удовлетворения растущего спроса на продукты питания и сырье – важнейшая задача.

Правильная оценка свойств и потенциального плодородия почв, изучение процессов формирования и изменения почвенного покрова под воздействием обработки, мелиорации позволяет сохранять и повышать продуктивность земельных массивов, правильно осваивать новые и восстанавливать нарушенные земли.

В данной курсовой работе мы исследуем почвы, их строение, расположение и их связь с лесорастительными условиями учебно-опытного лесхоза, а так же рассмотрим климат, рельеф, растительность данной местности. Рассмотрим расположение почв по основным элементам рельефа. Определим запасы основных элементов минерального питания растений, влияние почвенных условий на продуктивность лесообразующих пород. Ознакомимся с кадастровой оценкой земель.

1. Естественноисторические условия объекта проектирования

Территория Брянской области вытянута с запада на восток на 270 км., с севера на юг она имеет протяженность 245 км. Площадь её равна 34,8 тыс.км.

Область расположена между 51⁰51¹-54⁰02¹ северной широты и 31⁰16¹ 35⁰20¹ восточной долготы. На северо-западе она граничит с Белоруссией, на севере - со Смоленской областью, на востоке – Орловской, на юго-востоке- с Курской областью и на юге с Украиной. Учебно-опытный лесхоз является частью одного из наиболее известных лесных высших учебных заведений ‑ Брянской государственной инженерно-технологической академии. Лесхоз расположен в восточной части Брянской области, на территории Брянского административного района.

Лесхоз состоит из трех отделов: Опытного отдела интродукции и лесоводства, Крыловского отдела комплексного лесоводства и Карачижского отдела биоэкологии. Общая площадь лесхоза составляет 10074 га.

Лесная дача Опытного отдела интродукции и лесоводства в северной части граничит с Журиничским, а в восточной, южной и западной частях - с Брянским лесничествами ГУПР и ООС МПР России по Брянской области.

Контора Учебно-опытного лесхоза находится в квартале 42 на территории Опытного отдела интродукции и лесоводства в 1,5 км от железнодорожной станции "Белобережская" Московской железной дороги.

Таблица-1 - Структура учебно-опытного лесхоза

Находясь в непосредственной близости от областного центра г. Брянска и представляя собой, с одной стороны, наиболее характерные коренные насаждения Брянского лесного массива, а с другой – особо охраняемые, флористическо-фаунистические заповедники, дендросады и другие охраняемые природные объекты, имеющие большое научное значение, леса Учлесхоза являются научно-производственной и учебной базой для проведения опытных, производственных, научно-исследовательских работ учебных студенческих практик.

С первых лет существования лесохозяйственного факультета и до настоящего времени учебно-опытный лесхоз является базой подготовки специалистов лесного хозяйства, местом осуществления научных работ.

2. Факторы и процессы почвообразования

2.1 Климат

Климат Брянской области умеренно-континентальный с достаточно теплым летом и умеренно-холодной зимой.

Климат учебного лесхоза является переходным от климата полесья к климату центральной лесостепи, характеризующейся преобладанием летних осадков и сравнительной континентальностью. Отсутствие сильных морозов зимой и чрезмерной жары летом при вполне достаточной сумме осадков за вегетативный период благоприятствует растительности, повышенная облачность весной и осенью уменьшает вероятность поздних весенних и осенних ранних заморозков и понижает их интенсивность и продолжительность. Значительный снеговой покров обеспечивает достаточные запасы снеговой воды и удовлетворяет защиту поверхности почвы и приземной растительности почвы от действия низких температур.

Однако наряду с этими положительными сторонами в климате уч. лесхоза появляются и некоторые моменты, свойственные более континентальному климату центральной лесостепи: засушливость весны, в особенности мая со сравнительно небольшим числом дней с осадками, в летние месяцы частое выпадение осадков, но иногда и часты довольно продолжительные периоды без дождей, при небольшой интенсивности рос и полном отсутствии туманов. Леса учлесхоза расположены в зоне обильного выпадения осадков. Наибольшее количество выпадает в период с мая по август. В эти месяцы наблюдаются и наибольшие температуры воздуха. Следовательно, период интенсивного испарения выпадает на это же время. Среднее многолетнее число дней с осадками – 171. По сумме осадков и среднесуточных температур рассчитаем гидротермический коэффициент (ГТК), служащий для оценки условий увлажнения (отношения прихода расхода влаги). ГТК (по Г.Т. Семенинову) определяется отношением количества осадков (Р) за период с устойчивой среднеустойчивой температурой воздуха выше +10 ⁰С к сумме температур за этот период (Σt >⁰С ), уменьшенной в 10 раз.

За весь период выпадает около 377 мм. Осадков (50% от годовой суммы). Испаряемость составляет 260 мм. Сумма Σt > 10 ⁰С = 2486 ⁰С (уменьшилось в 10 раз)

ГТК = Р/ 0,1*(Σt > 10 ⁰С )

ГТК =377/ 0,1*2486=1,52

Т.к. ГТК находится в пределах 1-2, то условия увлажнения удовлетворительные и хорошие.

Основные показатели климата приводятся в таблице 2.

Таблица-2 Основные показатели климата.

Характеристика зимы

По многочисленным данным метеостанции учлесхоза средняя дата наступления зимы в учлесхозе -12 ноября, средняя дата её окончания 12 апреля. Средняя продолжительность зимы – 148 дней. Средняя температура зимнего периода -5,2 С; за зиму выпадает в среднем 145 мм. осадков, то есть около 23% годовой суммы осадков.

На фоне преобладающего зимой западного переноса морского атлантического воздуха к Уралу, характерно зимнее чередование тепла и холода. Это связано с переменными вторжение холодных арктических воздушных масс с Гренландии и Баренцева моря и теплых воздушных масс с Балканского полуострова. Поэтому значительные морозы чередуются с потеплением и оттепелями. Значение снегового покрова для древесных и кустарниковых пород, произрастающих в учлесхозе, имеет большое значение. Снеговой покров предохраняет почву от резких колебаний температуры, создавая благоприятные условия для перезимовки молодых растений.

Зимой преобладают пасмурные дни, способствующие сохранению более высокой температур воздуха. За зимние месяцы выпадают в среднем 190мм. осадков, почти исключительно в виде снега.

Скорость ветра в зимнее месяцы колеблется от 2,1 до 3,8 м/с, причем наибольшей величины она достигает в марте (в дневные часы). Учитывая все вышеизложенное зимний сезон в учлесхозе можно считать достаточно благоприятным для растительности как в отношении температурного режима и мощности снегового покрова, так и по значительному количеству снеговой воды, в период снеготаяния. Так же можно отметить, что суровые и малоснежные зимы бывают редкими.

Характеристика весны

По всем показателям весна характеризуется наибольшей изменчивостью по сравнению с остальными периодами года. Первая половина весны обычно засушливая. Это объясняется преобладанием восточных и юго-восточных, южных ветров. Весной особенно заметны волнообразные колебания температуры воздуха. Сроки прохождения отдельных теплых и холодных волн воздуха довольно стабильны: первая волна тепла веной наблюдается уже в марте. В апреле обычно бывают две теплые волны, в мае одна.

Особенно неблагоприятно вторжение холодных масс воздуха в конце мая, так как именно с этим вторжением связаны поздние весенние заморозки, которые отрицательно влияют на рост и развитие древесно-кустарниковой растительности. Продолжительность заморозков во второй половине апреля в среднем составляет 5 часов. Менее продолжительные заморозки в мае: 50% из них имели продолжительность менее 1 часа. Заморозки во второй половине апреля начинаются с вечера, часто сразу же после заката солнца. Таким образом, продолжительность заморозка составляет приблизительно 10 часов. Майские заморозки делятся на два типа:

- более продолжительный, наступает до полуночи;

- наступает непосредственно перед восходом солнца – «утренник»

Число утренников составляет 65 % от общего числа заморозков в мае. Окончание майских заморозков совпадает с восходом солнца, а в другой половине случаев – заканчиваются спустя час после восхода солнца.

Первая половина весны характеризуется сухой и жаркой погодой, во второй половине весны и в первой половине лета выпадает много дождей. Май является наиболее засушливым из всего вегетативного периода.

Засушливый апрель и май характеризуется наибольшим количеством осадков, самой высокой испаряемостью и самыми сильными ветрами восточных направлений.

Характеристика лета

Средняя продолжительность метеорологического лета составляет в среднем 89 дней, при наименьшей и наибольшей продолжительности 58 дней и 152 дня. По всем климатическим показателям лето является более устойчивым сезонам года. Летние дожди в сочетании с летним теплом создают благоприятные условия для роста древесной и кустарниковой растительности.

Характеристика осени

Средняя продолжительность метеорологической осени составляет 60 дней, наименьшая -38 дней, наибольшая -98.

Характерной особенностью осени на территории района расположения учлесхоза является относительная засушливость сентября или так называемое «бабье лето» выражается теплой и ясной погодой.

В первой половине осени стоит относительно сухая и теплая погода.

Осенние заморозки обычно более длительные, по сравнению с весенними. Средняя продолжительность заморозков сентябре 5 часов, в октябре 8 часов. Октябрьские заморозки начинаются с вечера, после захода солнца и заканчиваются утром, после его восхода. Минимальная температура на поверхности почвы наблюдается обычно при восходе солнца.

Рассмотрим, как влияют климатические условия на почвообразование.

В результате неравномерного поступления солнечной радиации на поверхность земли происходят закономерные, хотя не вполне последовательные изменения температуры и количество выпадения осадков. Непоследовательность широтных изменений определяется различными в геоморфологии континентов, удаленностью или близостью территории от океана, высотой местности над уровнем моря и другими факторами.

Климатические условия проявляются как поступления на поверхность земли световой и тепловой энергии, а также воды.

Климат связан с атмосферой Земли, которая, как и другие сферы функционируют по своим законам, по его взаимосвязи с океаном, литосферой, корой выветривания, почвами, живым веществом биосферы.

Климат относится к важнейшим и даже решающим фактором почвообразования. Он влияет на многие стороны почвообразовательного процесса. Наиболее важным является - солнечная инсоляция как источник энергии, выпадающие осадки – источник воды, участвующий во всех почвенных процессах.

Климат зоны очень неоднороден, на востоке меняется континентальность климата. Несмотря на значительность различия в количестве тепла и осадков по разным частям зоны подзолистых почв, существует определенная зависимость между ними: испаряемость всегда ниже прихода осадков, а также часть воды стекает по поверхности или проникает внутрь почвы, благодаря чему по всей зоне существует промывной тип водного режима, а грунтовые воды, как правило, находятся на небольшой глубине и нередко выходят на поверхность почвы. Отношение количества осадков к испарению неодинаково: выше на севере, ниже на юге. Там где грунтовые воды ближе к поверхности, влияют глеево-подзолистые почвы, где глубже – дерново-подзолистые почвы. Солнечная инсоляция носит четко зональный характер, так как количество достигающей земной поверхности радиации зависит от угла падения лучей, т. Е. от широты местности, а также от альбедо. Значение температурного фактора в процессе выветривания и почвообразования исключительно велико.

2.2 Рельеф

Его влияние косвенно: он изменяет и перераспределяет другие факторы почвообразования. На климат рельеф оказывает влияние через перераспределение тепла и осадков. Склоны разной экспозиции получают разное количество тепла, поэтому по-разному прогреваются, испаряют получаемую влагу, а также за счет различной величины поверхностного стока жидких осадков и сдувания снега. Рельеф влияет и на характер растительности. Это влияние осуществляется преимущественно через горные породы и климат. Более холодные северные склоны покрываются иной растительностью, чем теплые южные. Поэтому и почвенные процессы идут при разном соотношении травянистой и древесной растительности, а следовательно и направленность процессов различная. Рельеф вызывает перераспределение на поверхности почвы вещества и энергии, влияя тем самым на величину влагооборота и теплооборота почвы. Экспозиция почвы оказывает влияние на количество лучистой энергии, поступающей на единицу поверхности почвы и на величину её теплооборота, температурный режим, скорость снеготаяния и т.д. Наклон поверхности почвы является причиной разложения силы тяжести на две составляющие: вертикальную и параллельную поверхности почвы. Последняя, действуя на поступающую массу воды и приводит к её стеканию по уклону со скоростью, зависящей от величины угла. При этом количество влаги, поступающие в почву, на выпуклых и повышенных элементах рельефа уменьшается, а на вогнутых и пониженных - увеличивается.

Рассматривая рельеф как условие почвообразования, следует иметь в виду рельеф не только внешний, но и внутренний, т.е. форму и относительное положение в пространстве поверхностей различных слоев почвы и грунта, что имеет значение для возникновения внутрипочвенного грунтового стока. Рельеф и земное тяготение являются условиями, которые создают возможность бокового передвижения между смежными массивами различных почв.

Учебно-опытный лесхоз расположен на древних террасах Деснянской низменности. Поверхность территории Брянской области представляет собой слабоволнистую равнину, сообщим пологим склоном с северо-востока на юго-запад, расположенную на западной окраине Среднерусской возвышенности и переходящую на западе в восточную окраину Днепровской депрессии. При общем равнинном характере поверхности Брянской области отельные части все же несколько различаются между собой по рельефу. Восточная часть наиболее возвышенна (250-260 м). Овраги и многочисленные реки сильно расчленяют возвышенность своими долинами. К западу и северо-западу средняя часть области представляет собой слабоволнистую или почти горизонтальную равнину. Область сильно изрезана разветвленной речной сетью. Густота в бассейне реки Десны составляет 25,4 км. на 100 км. Почти все реки принадлежат к бассейну Днепра. По северо-восточной части области проходит линия Волго-Днепровского водораздела, где расположены истоки рек бассейна реки Оки, имеющих северо-восточное направление. Самая большая река области – Десна, истоки которой расположены в Смоленской области.

По своему режиму и истокам питания реки области относятся к типу равнинных, преимущественно снегового питания, и характеризуются высоким продолжительным весенним половодьем и низким уровнем в летнее и зимнее время. В целом рельеф Брянской области можно рассматривать как слабоволнистую равнину с общим пологим склоном с северо-востока и востока на юго-запад. В пределах области высота местности над уровнем моря изменяется примерно, от 292 до 125 метров. Здесь сочетаются возвышенные, сильно расчлененные эрозионные равнины высотой 200- 250 м (западная часть Восточно-европейской и южная часть Смоленской возвышенностей) и плоские морено-зандровые равнины Приднепровской низменности, ландшафты смешанных лесов и полесья. Почвенные обследования территории лесхоза выявили большое количество почвенных разностей. Наиболее широко распространена на территории лесхоза хозяйственно-генетическая группа почв, включающая дерновые, дерново-подзолистые и подзолистые песчаные почвы на кварцево-глауконитовых песках с фосфоритами и на двучленных отложениях флювиогляциальных песков и кварцево-глауконитовых песков с фосфоритами. Коренной породой на них является сосна, произрастающая здесь по I классу бонитета.

2.3 Почвообразующие и подстилающие породы

На водоразделах Брянского лесного массива (БЛМ) почвы формируются на породах, обеспечивающих высокое плодородие почвы лессовидных супесях и суглинках (правобережья Десны) или глинистого элювия (р-он г. Фокино и др.) На прилегающих водораздела склонах (чаще древних террасах), где лессовидные суглинки смыты или «эрозионно срезаны» водами на поверхности опоки. Нередко опока перекрыта сверху тонким (до 1 м.) слоем флювиогляциальным песком. В этом случае почвообразование охватывает двучленную толщу горных пород.

Во время максимального Днепровского оледенения язы ледника захватил большую часть территории Брянской области, но были покрыты ледником лишь Карачаевский, Брянский, Навлинский, Брасовский, Комаричский и незначительна часть Севского района. Районы, не прикрытые ледником, расположены по отрогам средне – Русской возвышенности, к которой Брянская область примыкает с востока. Ледниковый язык занял более пониженную территорию области. Талые воды ледника отложили на территории области ФГП и суглинки. Песчаные отложения приурочены к руслам рек, где течение ледниковых потоков было более быстрым, суглинистые и глинистые (большей частью лессовидные породы) – к междуречным пространствам. Нередко вместо ФГП, супесей и суглинков коренные породы прикрыты мореными суглинками или супесчаными, небольшой (до 2-3 м) мощности отложениями. Большей частью морены, перекрыты тонким слоем ФГП.

Древнеаллювиальные отложения приурочены к I и реже II надпойменным террасам. Сверху эти пески перекрыты ФГП, мощность которого изменяется от см. до нескольких метров. Эоловые отложения, представленные обычно тонкозернистыми песками, встречаются по долинам рек в форме дюн высотой до 10 м.

Делювиальные отложения залегают на склонах оврагов и речных берегов. Обычно это суглинки, реже супеси мощностью до 2-3 м.

В некоторых случаях воды тающего ледника способствовали отложению многочисленных горных пород небольшой мощности. В таких случаях под слоем ФГП встречаются кварцево-глауконитовые пески или породы представляют собой смесь с прослойками и гнездами опесчаненной или суглинистой опоки, морены.

Покровные суглинки

Происхождение водно-ледниковое, характерной чертой является преобладание в общей массе крупнопылеватых фракций, составляющих 40-55% от общей массы. Содержание илистой фракции может колебаться от 10 до35%. Поэтому мех. состав может быть от мелких суглинков до глин. Крупная фракция состоит из кварца. Остальные шпаты с примесью слюд. Цвет породы желто-бурый. Порода размывается водой, склонна к просадочности.

Морена

Происхождение ледниковое. Мореные отложения характеризуются плохой сортированностью материала, большой неоднородностью механического состава. Имеют красновато-бурую и бурую окраску, что чаще всего. Гранулометрический состав мелкозернистой части моренных отложений очень сильно варьирует . Среди минералов: кварц, полевые шпаты, авгит, рудные минералы, роговая обманка, и др.

Мощность мореных отложений 2-3 м, однако, в пределах Брянской области она встречается слоями в несколько десятков сантиметров. Зачастую переотложена флювиогляциальными потоками.

Флювиогляциальные отложения

Это наносы, откладываемые ледниковыми потоками. По происхождению делятся на две группы:

1. приледниковые, залегающие позади конечных мореных гряд, в виде озов, камов, ленточные глины.

2. внеледниковые, расположены впереди конечных морен – зандровые пески, флювиогляциальные суглинки.

Ленточные глины - слоистые образования приледниовых озер, состоящие из чередующихся слоев песка и глины. Летом отслаивается песок, а зимой - глина.

Зандровые пески – внеледниковые отложения, конусы выноса ледниковых потоков большого радиуса. Зандровые пески и равнины сложены слоистыми осадками – разнозернистыми песками, иногда гравием, галечником, являющиеся продуктами перемывания морены.

Флювиогляциальные пески представляют собой результат размыва и переотложения мореных образований, образующиеся при таяние ледника водами в виде ручьев и рек. Наиболее значительные накопления песчаных отложений носят название зандров; типичные флювиогляциальные образования.

Озы - узкие извилистые валы или гряды. Камы - холмы, сложенные слоистыми пескам, галечником и гравием.

Лессовидные суглинки

Эти породы относятся к покровным отложениям повышенных водоразделов. Эти породы чаще полево-желтые, пористые мягкие, карбонатные. Физические свойства пород весьма благоприятные – хорошая влагоемкость, капиллярность. Отрицательные свойства - их быстрая размокаемость и размываемость, что приводит к развитию эрозии. На этих породах в основном формируются серые лесные почвы, являющиеся наиболее плодородными.

Аллювиальные отложения

Представлены древними и современными. Древнеаллювиальные отложения приурочены к надпойменным террасам, современные к поймам больших и малых рек.

Характерными чертами аллювиальных отложений является:

- их слоистость, как по минеральному составу, так и по размеру частиц,

- преобладание песков различной зернистости состава, галечников, гравия, супесей, суглинков и реже глин,

- быстрая и значительная изменчивость по простиранию, по мощности,

- наибольшая мощность,

- залегание в речных долинах шириной в десятки километров,

Русловые отложения – песчаные с косой слоистостью. В минеральном отношении характеризуется постоянством состава. Этот тип отложений образуется в водной среде.

Пойменные отложения накапливаются в течение года то под водой (в породах), то на суше (после спада воды).

В пойме рек формируется пойменные дерновые и болотные почвы.

Коренные горные породы

Коренные горные породы представлены в основном породами морского происхождения - опоками, мергелями, мелами, кварцево-глауконитовыми песками фосфоритами, альбскими слюдистыми суглинками.

Опока - легкая, твердая тонкопористая, кремнистая горная порода, богатая аморфным кремнеземом, с примесью песка и глинистых частиц. Цвет от светло-серого до темно-серого. Образование опоки связано с накоплением в них биогенного кремнезема. В породе иногда присутствует плохо сохранившиеся остатки раковин диатомовых водорослей. От сходных по составу трепелов опока отличается большей однородностью и раковистым изломом. Трепел - тонкопористая осадочная горная порода, сложенная мельчайшими неправильной формы частицами опала диаметром от 0,001 до 0,003 мм, среди которых распределены зерна кварца и тонкие пластинки слюды. Лишена органических остатков. Трепел образовался путем изменения ила, обогащенного кремневой фауной и флорой. К группе карбонатных осадочных пород относятся известняки, мела, мергеля.

Известняки - имеют органическое и химическое происхождение и состоят из кальцита. Органогенные состоят из скелетов и остатков раковин животных и растений. Известняки, состоящие из целых раковин, называются ракушечникам, из битых – детритусовыми.

Мел - тонкозернистый, мягкий, белый известняк. Меловые отложения вскрывают при эрозионных процессах. Их близкое расположение к поверхности и участие в сложение почв объясняется вскрытием их во время действия ледниковых процессов.

Почвы, формирующиеся на меловых отложениях дерново-карбонатные, перегнойно-карбонатные, дерново-подзолистые или дерновые.

Мергель - осадочная горная порода, переходная от известняков и доломитов к глинистым породам. Представляет собой разнородную по структуре, очень мелко зернистую породу, часто обладающую во влажном состоянии пластичностью. Содержит органические остатки, зерна кварца и других минералов, сульфаты, глауконит и т.д.

Мергеля образуются в областях одновременного отложения глинистого и карбонатного материала. Мергеля встречаются среди континентальных отложений пресноводных лагунах, морских бассейнах нормальной солености. Глауконитовый песок - образуется в основном в прибрежных зонах морей, на небольших глубинах, где создаются условия для рождения минерала глауконита. Глауконит чаще всего его можно встретить в смеси с кварцевым песком в любых пропорциях. Насыщенный цвет минерала объясняется синевато-серо-зеленый цвет глауконитовых песков. В условиях выветривания глауконит неустойчив и разлагается с образованием гидроокислов Fe и SiO₂.

Таким образом, почвы учебно-опытного лесхоза формируются на аллювиальных, древнеаллювиальных и флювиогляциальных отложениях, которые считаются коренными горными породами. На водоразделе в Карачижском и Крыловском лесничествах почва формируется на коренных породах – элювии глинистой опоки и меловом рухляке.

2.4 Растительность

По лесорастительному районированию Учебно-опытный лесхоз БГИТА расположен в зоне смешанных лесов, в лесорастительном районе сосновых лесов левобережья реки Десны и входит в состав Брянского лесного массива (Курнаев, 1973). Брянский лесной массив (БЛМ) - это район сосновых лесов древних террас Деснянской низменности, расположенный на левобережье реки Десны (Тихонов, 2001). Сейчас леса представлены как коренными породами, так и производными мягколиственными, появившимися на вырубках при главном пользовании лесом (Тихонов, 2006).

Это район сосновых лесов древних террас Деснянской низменности, расположенный на левом берегу реки Десны, на нем преобладают песчаные дерново-подзолистые почвы, сформировавшиеся на древнеаллювиальных отложениях, подстилаемых коренными породами мелового моря. В древостоях преобладает сосна, занимающая 54 % покрытой лесом площади. Ель встречается в лесных долинах, а в поймах распространены дубравы. Группа мягколиственных насаждений представлена березой осиной и ольхой черной. Основными типами лесорастительных условий в лесхозе являются В₃, С₂, С₃. Преобладающими насаждениями в Учебно-опытном лесхозе являются хвойные насаждения, занимающие 52 % покрытой лесом площади. Твердолиственные насаждения занимают 7,7 %, мягколиственные - 40,2 % покрытой лесом площади.

Большое разнообразие имеют смешанные широколиственные сосновые леса в этом округе южной подзоны. Здесь распространены, по крайней мере 4 формации.

1 Сосняки с елью и липой в I ярусе приурочены к богатым супесям с прослойками суглинка, залегающим в условиях более или менее ровных поверхностей, дренированных неглубокими лощинами. Почвы типа бурых лесных. В I ярусе господствует сосна с большим участием липы и ели. Во II – ильм, клен, рябина, ива козья. В подлеске жимолость и бересклет. В травяном покрове преобладают неморальные виды. Бонитет сосны - I, ели - II, липы - III.

2 Сосняки с липой во II ярусе встречаются в близких условиях рельефа, что и предыдущая формация, но на более бедных супесях, притом лишенных водоупорных прослоек и поэтому более сухих. Во II ярусе более заметно участие рябины и ивы козьей. В подлеске – бересклет, жимолость, много рябины, ивы козьей, встречается лещина. Покров смешанного характера из боровых и неморальных видов более обедненного состава. Бонитет сосны - I-II, липы - III.

3 Сосняки с елью, липой и дубом в I ярусе и большим количеством ильма и клена во II, лещины в подлеске. Связаны с богатыми супесями с прослойками суглинка, залегающими в условиях пересеченного рельефа, хорошего дренажа. Бонитет сосны - Iа, ели - II-I, липы - I, дуба - III.

4 Сосняки с липой и дубом во II ярусе. Встречаются в условиях пересеченного рельефа на более обедненных и сухих супесях, лишенных близких глинистых прослоек.

2.5 Почвообразовательные процессы

Почвообразовательный процесс - зарождение и эволюция почвы под влиянием факторов почвообразования (материнская порода, климат, растительный и животный мир, рельеф, геологический возраст территории, хозяйственная деятельность человека), изменчивость которых во времени и пространстве обусловила формирование разнообразных типов почв (напр., подзолистые, черноземы).

Торфообразование

Это процесс накопления медленно гумифицирующихся и почти не минерализующихся растительных остатков, протекающих в анаэробной среде при избыточном увлажнении. Накопление торфа как одно из важнейших явлений болотного почвообразования может развиваться в разнообразных гидрологических условиях создающих различный качественный состав конечного продукта, его количества и объем. Торфяные слои формируются при разном недостатке элементов минеральной пищи (сфагновые верховые болота) и при подтоке грунтовых вод различной минерализации (низменные зеленомоховые болота).

Особые болота формируются при эвтрофическом зарастании водоемов. Торфообразование наблюдается во всех термических поясах Земли, но наиболее оно выражено и изучено бореальном влажном климате таежных лесов. Органическая масса накапливается на поверхности минерального грунта в виде слоя слабо разложившихся остатков, сохраняющих свою форму - листьев, стеблей, обломков древесины и т.д., а также в известной мере и свое аналитическое строение. Эта масса и называется торфом, а её толща – торфяником.

Болота и торфяники могут образовываться и путем постепенного зарастания водяной растительностью водоемов.

Минеральный грунт под торфяниками всегда бывает оглеен.

Подстилкообразование

В лесу опавшая часть растений обычно не успевает разложиться за один год и накапливается на поверхности почвы в виде небольшого слоя листьев хвои, ветвей, образуя лесную подстилку.

Чаще всего лесная подстилка образуется под пологом сомкнутых кронами деревьев. Толщина лесной подстилки различна 0,5-15 см; в хвойных лесах она больше в лиственных меньше. Запасы лесной подстилки на поверхности почвы колеблются в пределах от 10 до 100 т/га - в зависимости от состава и густоты насаждений.

Лесную подстилку можно разделить на три слоя, отличающихся по степени разложения опада. Верхний слой А₀ – опад, состоит из свежих бурых листьев или хвои, веточек. Средний слой А₀ – слой медленного разложения и ферментизации вещества, состоит из буровато-серых в значительной степени сохранившийся скелет и измельченных растительных остатков, часто в этом слое поселяются грибы. Ниже слой А₀- (слой гумификации)- черный, черно-бурый, равномерно перемешанный, нередко оструктуренный, состоит из хорошо разложившегося однородного органического вещества. Тесно связан с минеральной частью почвы.

Лесные подстилки, защищая поверхность почв, способствуют поддержанию верхнего слоя почв в рыхлом состоянии, свободному проникновению влаги вглубь и препятствуют её испарению.

Дерновый процесс

Этот процесс предполагает накопление гумуса и приобретение почвой комковато-зернистой структуры под воздействием травянистой растительности. При этом происходит аккумуляция в верхних горизонтах азота, зольных элементов питания растений, приобретение почвами благоприятных водно-физических и физико-химических свойств. Дерновый процесс, прежде всего, связан с жизнедеятельностью травянистой растительности и сопутствующей ей разнообразной биоты. Дерновый процесс – первостепенный фактор, создающий агрономическое эффективное плодородие почвы. Именно дерновый процесс обуславливает высокое потенциальное плодородие почвы и создает благоприятную экологическую обстановку для большинства сельскохозяйственных растений.

В проявлении дернового процесса важную роль играют вещественные химические особенности травянистых биоценозов. Травы богаты азотам и фосфором и отличаются высокой зональностью.

Оглинение

Под оглиением понимают процесс образования вторичных глинистых минералов типа гидрослюд, вермикулита, аллофона и др., составляющих илистую фракцию почв. Эти высокодисперсные минералы образуются из первичных минералов путем изоморфных замещений, а также из продуктов распада как первичных, так и вторичных минералов. В почвах с невыраженным эллювиально-иллювиальными явлениями в отношении алюмосиликатной части оглинения обнаруживается по накоплению илистых частиц. Увеличение глинистой почвенной массы является главным генетическим итогом оглинения. Оглиненные горизонты называются текстурными, или метаморфическими, и обозначаются В АВ.

Оглинение – биохимический процесс. Наиболее активно он протекает при непосредственном контакте минеральной массы с биологическими системами. Кроме биологических факторов при оглинении немаловажную роль играют химические и физико-химические процессы замещения катионов окисления, гидролиза гидратации, образование осадков, комплексов и т.д. И поэтому необходимые условия оглинения - господство положительных температур и достаточное увлажнение.

При высоком содержании в почвах минералов, происходит быстрое накопление глинистых частиц и оглинение становится важнейшей частью почвообразования. Оглинение ослабевает, замедляется в почвах и материнских породах тяжелого механического состава, обогащенными вторичными минералами.

Оглеение

Под глеевым процессом понимают процесс образования глинистых материалов, содержащих закисное железо, а также простых закисных солей железа и марганца. Наиболее распространены сидерит и вивианит. При гидролизе сидерита образуется весьма мобильный бикарбонат железа. Эти вещества окрашивают зоны оглинения в зеленоватые, зеленовато-голубые и черно-голубые тона.

Сущность глеевого процесса состоит в следующем: под воздействием неспецифических гетеротрофных анаэробных организмов железо свободных скислых соединений, а также железо, совлекаемое из частично распадающихся силикатов и алюмосиликатов, восстанавливаются до закисного двухвалентного, вступает в комплексные связи с органическими соединениями и алюмосиликатами. В закисные формы вместе с железом переходит и другие элементы.

Глеевые процессы происходят при переувлажнении. В условиях застойно-промывного водного режима морфохроматические признаки оглинения в виде холодного цвета – синего, сизого, голубого и голубовато-зеленого и др. не проявляются.

Глеевый процесс имеет биохимическую природу. Зоны оглинения наиболее интенсивно развиваются вкруг органического материала, а глубоких горизонтах оглинение лимитирует низким содержанием гумуса. Наблюдается масляно-кислое брожение сахаров и крахмала.

Аллитизация

Это совокупность процессов почвообразования и выветривания, результатом которых является накопление в почвах окисных минералов железа и алюминия, а также вторичного алюмосиликата каолинита. Происходит также потеря кремнезема и всех остальных окислов.

Свойства аллитности: красную и желтую окраску, прочную железистую микроструктуру, низкую поглотительную способность, слабую связность, пластичность, набухаемость.

Лессиваж (иллимеризацию)

Почвообразовательный процесс перемещения глинистых частиц без их разрушения под действием нисходящих вертикальных и боковых потоков влаги. В классическом виде лессиваж –слабосбалансированный элювиально-иллювиальный процесс: вынос ила из эллювиальной толщи соответствует его накоплению в иллювиальных горизонтах. В этих горизонтах фиксируется ориентированная глина. В результате в горизонтах на поверхности почвенных отдельностей появляется кремнеземистая присыпка.

Важнейший признак лесивирования – однородность валового состава илистой фракции по профилю почвы.

Псевдооподзоливание

Сложный преимущественно элювиальный процесс, сочетающий сезонное переувлажнение и лессивирование. При псевдооподзоливании происходит дифференциация профиля, морфологически напоминающие оподзоливание.

Подзолистый процесс (оподзоливание)

В результате разложения лесных подстилок появляются новые органические соединения – гуминовые кислоты, фульвокислоты, синтезирующиеся в слое грубого и мягкого гумуса или подгоризонтов А₀ и А₀.

Часть фульвокислот передвигается вниз по почвенному профилю, другая часть вступает в реакцию с минеральной частью почв, образуя фульваты, которые растворимы в воде. Под действием воды и кислот, наступающих из лесной подстилки в минеральную часть почвы, растворяются хлориды, часть карбонатов.

Дальнейшее поступление кислот приводи к разрушению минералов, образованию более простых соединений, а также соединений железа и алюминия с фульвокислотами. В результате образуются органоминеральные соединения железа и алюминия, в т.ч. фульваты, которые в условиях промывного режима при большом количестве осадков вымываются в нижние горизонты почв, из которых вымыты органоминеральные и большая часть минеральных соединений, приобретают светло серый или белесый цвет .

Этот процесс ярко протекает под пологом хвойного леса в континентальных условиях бореального пояса.

Аллювиальный процесс

Под аллювиальными процессами следует понимать принос паводковыми водами взмученного материала, размывания поймы и переотложения на ее поверхности взвешенных в воде частиц в виде слоя аллювия. На характер аллювиального процесса, прежде всего, оказывает влияние положение отдельных частей поймы по отношению к руслу реки. Территория поймы в зависимости от удаленности ее от русла делится на три области (по В.Р. Вильямсу): прирусловую, центральную и притеррасную. Они отличаются по состоянию аллювиальных отложений, рельефу, гидрологическим условиям, по растительности. Механический состав аллювия связан со скоростью движения талых вод в пойме. Скорость потока падает от русла реки при переходе вглубь поймы. При переходе из русла в пойму резко уменьшается в пойму скорость течения воды.

2.6 Экономические условия

На территории Брянского района Брянской области расположено большое количество различных предприятий машиностроительной, деревоперерабатывающей, текстильной и других видов промышленности. Ими производятся ирригационные, сельскохозяйственные, лесохозяйственные машины, удобрения, ткани, пищевые продукты. В г. Брянске находятся: машиностроительный завод, сталь завод, автозавод, комбинат стройдеталей, ДСК, ремонтно-механический завод, завод холодильных машин, строительный завод, химический завод, камвольный комбинат и др.

Деревообрабатывающая промышленность района расположения лесхоза представлена следующими предприятиями: Брянская экспериментальная мебельная фабрика, Белобережская мебельная фабрика, а также большим количеством частных лесопильных производств.

Из числа местных полезных ископаемых следует отметить фосфориты, строительно-формовочные пески и глины, цементное сырье в виде глин и мергелей, торф.

На территории лесхоза имеется хорошо развитая сеть железнодорожных и автомобильных дорог, пересекающих территорию расположения лесхоза. По территории Опытного лесничества проходят автодороги общегосударственного значения Москва-Киев, Орел-Витебск. Самое большое расстояние от шоссе самых удаленных кварталов 3,5 - 4 км. Протяженность асфальтированных дорог лесничества составляет 18 км, общая протяженность грунтовых дорог - около 38 км.

В отношении путей транспорта учебно-опытный лесхоз находится в удовлетворительных условиях. Железнодорожные магистрали пересекают оба его массива. Опытное лесничество пересекает дорога Орел-Витебск, Карачижское и Крыловское лесничества - Брянск-Вязьма,

В худших транспортных условиях находятся Карачижское и Крыловское лесничества, так как на их территории нет асфальтированных дорог. Древесина для транспортировки подвозится к железнодорожной станции Пунка, В южной части Крыловского лесничества древесина вывозится в Брянск по грунтовым дорогам. Кроме того, в пределах лесхоза имеется густая сеть асфальтированных, улучшенных и грунтовых автодорог, а также грунтовых дорог местного значения. Для вывозки древесины используются лесовозные дороги и все дороги лесохозяйственного назначения. В весенний и осенне-зимний период большинство грунтовых дорог труднодоступны для автотранспорта. Грузооборот их практически не ограничен.

3 Структура почвенного покрова объекта исследований

Почвенный покров - совокупность почв, покрывающих земную поверхность (ГОСТ- 27593-88)

Структура почвенного покрова (СПП)- пространственное расположение элементарных почвенных ареалов, в разной степени связанных между собой и создающих определенный пространственный рисунок (ГОСТ- 27593-88)

Элементарный почвенный ареал (ЭПА) - первичный компонент почвенного покрова, который представляет собой площадь, занимаемую почвой, относящей к одной классификационной единицы наиболее низкого ранга (ГОСТ-27593-88) В лесном хозяйстве для оценки почв и почвенного покрова в качестве первичных единиц на различных этапах учета могут выступать выдел, контур, угодье и др. объекты.

Контур – это площадь, по внешнему обводу пройденная геодезической съемкой, в пределах которого целесообразно привязать всю необходимую внутреннюю ситуацию. Контуру аналогичен лесной квартал. Квартал и контур служат для первичной увязки отдельных однородных площадей внутренней ситуации участков.

Выдел – это предельно однородный по таксационным признакам участок, фиксируемый в таксационном описании, который служит элементарной учетной единицей при характеристике площадей лесного фонда.

3.1 Описание основных типов почв

Почва является сложным природным телом, поэтому ее развитие и формирование идет все время. Она постоянно меняет свои свойства и внешний вид. В общих чертах можно сказать, что весь современный облик почвы определен процессами превращения и перемещения веществ. Эти процессы разнообразны, зачастую взаимосвязаны и сложны, поэтому для более четкого представления академик Герасимов И.П. предложил разделить их на отдельные более простые процессы, которые он назвал элементарными почвенными процессами. В рассматриваемых кварталах 46 и 36 имеются следующие типы почв:

2 – луговая дерново-глеевая песчаная на флювиогляциальных песках;

35 – средне и сильноподзолистая глееватая песчаная на двучленных отложениях флювиогляционных и глауконитовых песков;

36 – сильноподзолистая глееватая песчаная на флювиогляциальных песках, подстилаемая КГП;

23 – перегнойно-железисто глеевая песчаная на флювиогляциальных песках;

20 – перегнойно-глеевая песчаная на флювиогляциальных песках;

22 – перегнойно-глеевая песчаная кочковатого болота на аллювиальных песках;

40 – темноцветно-подзолистая глеевато-песчаная на двучленных отложениях флювиогляциальных песков и глауконитовых песков.

43 – торфянисто-подзолистая глееватая песчаная на двучленных отложениях флювиогляционных и глауконитовых песков

Морфологическое описание профиля торфянисто-подзолистой песчаной поверхностно-оглиненной почвы на флювиогляциальных песках

А_от (0-10 см) – лесная подстилка, состоит из А_о1 (3 см) грубого опада - шишки, хвоя, ветки или моховой очёс; А_о^т (4 см) слаборазложившийся торфянистый горизонт бурого цвета, влажноватый; А_о^пт (3 см), А_о^п (1 см) сильно разложившийся перегнойный горизонт;

А_2g(10-25 см) – подзолистый оглиненный горизонт, грязно-белёсого цвета с сизоватым оттенком и ржавыми примазками, содержит большое количество мелких ортзандов и орштейнов;

B_g(25-52 см) – иллювиальный оглиненный горизонт, бурый с серовато-сизоватым оттенком, имеет сизые и охристые пятна, ортзандовые прослойки и редкие орштейны, песчаный, влажный, твёрдый, переход постепенный, заметный;

С(52-110 см и ниже) – флювиогляциальный песок, жёлтый, влажный, рыхлый, мелкозернистый.

Морфологическое описание профиля сильноподзолистой песчаной почвы на двучленных отложениях флювиогляциальных и глауконитовых песков

Морфологическое описание профиля сильноподзолистой песчаной со следами оглинения почвы на ФГП, подстилаемой КГП

Морфологическое описание профиля перегнойно-глеевой песчаной почвы на флювиогляциальных песках

Вода на глубине 63 см.

Морфологическое описание профиля перегнойно-железисто-глеевой почвы на флювиогляциальных песках

Грунтовые воды на глубине 72 см.

Морфологическое описание профиля темноцветно-подзолистой глееватой песчаной почвы на флювиогляциальных песках

А_о(0-3 см) - лесная подстилка из хвои, веток, листьев, шишек, слаборазложившаяся, темно-бурого цвета, влажная, рыхлая;

А₁(3-19 см) - гумусовый темноцветный горизонт, темно-серый, твердоватый, с присыпкой SiO₂, песчаный, влажный, бесструктурный, корней много, граница со следующим горизонтом резкая;

А₂(19-54 см) - подзолистый горизонт, серовато-белесый, рыхлый, песчаный, влажный, бесструктурный, корней мало, граница со следующим горизонтом резкая;

В_1g(54-105 см) - иллювиальный оглеенный горизонт, светло-коричневый, рыхлый, с гнездами SiO₂, ржавыми пятнами оглеения, песчаный, влажный, корней мало, граница со следующим горизонтом ясная;

В₂С(105 см и глубже) - иллювиальный оглеенный горизонт, сизовато-желтый, мокрый, песчаный.

Грунтовые воды на глубине 105 см.

3.2 Характеристика пространственного размещения почв по основным элементам рельефа

В квартале 46 расположено 4 почвенных разностей. Это такие как: перегнойно-глеевая песчаная на ФГП (20), перегнойно-глеевая песчаная на ФГП (23), средне и сильноподзолистая глееватая песчаная на ФГП (35), сильноподзолистая глееватая песчаная на ФГП, подстилаемая КГП (36).Почва перегнойно-глеевая песчаная на ФГП (23) расположена на севере квартала и занимает лишь небольшую его часть. Почвы средне и сильноподзолистая глееватая песчаная на ФГП (35) и сильноподзолистая глееватая песчаная на ФГП, подстилаемая КГП (36), расположены в восточной части квартала; перегнойно-глеевая песчаная на ФГП (20) расположена в центральной и южной частях квартала и занимает большую его часть.

В квартале 36 расположено также 4 почвенные разности: перегнойно-глеевая песчаная на ФГП (20), луговая дерново-глеевая песчаная на флювиогляциальных песках (2), перегнойно-глеевая песчаная кочковато-болотная на аллювиальных песках (22), темноцветно-подзолистая глеевато-песчаная на двучленных отложениях флювиогляциальных песков и глауконитовых песков (40). Почва перегнойно-глеевая песчаная кочковато-болотная на аллювиальных песках (22) расположена в северо-восточном углу квартала, она не велика по площади. Почвы: перегнойно-глеевая песчаная на ФГП (20), темноцветно-подзолистая глеевато-песчаная на двучленных отложениях флювиогляциальных песков и глауконитовых песков (40) и луговая дерново-глеевая песчаная на флювиогляциальных песках (2) вытянуты с севера на юг, причем 40 занимает большую часть квартала, а 2 и 20 находятся на западе и востоке соответственно.

3.3 Детальная характеристика почвенных контуров и их соотношение на исследуемой территории

Рельеф кварталов 46 и 36, исключая детали, повышается с севера на юг. Почвы, располагающиеся на самых высоких элементах рельефа, на выкопировке из почвенной карты обозначаются номерами 35 и 36. Наименьший уклон местность имеет в центральной части 46-го и 36-го кварталов. На почвенной карте контур почвы № 40, приуроченной к этой местности, имеет самую большую ширину. Из этого наблюдения можно сделать вывод, что при большем уклоне быстрее меняются условия увлажнения и, следовательно, тип почвы. Простую оценку степени расчлененности контуров (КР) получим по формуле:

КР = S / 3,54 х √А,

Где S – длина границы контура, м;

А – площадь контура,м²

Результаты вычислений представлены в таблице 3

Таблица-3

Из таблицы видно, что в кварталах 36 и 46 преобладают не расчлененные почвы, за исключением почвы №2, которая является слаборасчлененной.

На следующей диаграмме представлено процентное соотношение площадей почвенных контуров.

4. Оценка плодородия лесных почв (связь почвы и растительности)

Лесорастительные условия – комплекс климатических, гидрологических и почвенных факторов, определяющих условия роста леса. В таксационных описаниях кварталов 37 и 47 используется типологическая классификация Е.В. Алексеева – П.С. Погребняка, в основе которой заложены два показателя: богатство и влажность почвы.

Распределение участков по степени плодородия почвы – трофотопы. Каждый трофотоп имеет свое обозначение и название. А – почвы бедные, трофотоп называется бор; В – относительно бедные почвы, трофотоп – суборь; С – относительно богатые почвы, трофотоп – сложная суборь; Д – богатые почвы, трофотоп – дубрава.

Распределение участков по степени влажности почвы – гигротопы. Каждый гигротоп имеет свое название и обозначение . 0 – очень сухие почвы; 1 – сухие; 2 – свежие; 3 – влажные; 4 – сырые; 5 – болотистые почвы.

 Общие названия участков, характеризующиеся двумя показателями трофотопом и гигротопом называются – эдатопы. Пример: В2 – свежая суборь; С3 – влажная сложная суборь.

Для определения типа лесорастительных условий необходимо изучения таксационного описания исследуемых кварталов (представленное далее).

Таблица 4. ТАКСАЦИОННОЕ ОПИСАНИЕ КВ 36

Таблица 5 ТАКСАЦИОННОЕ ОПИСАНИЕ КВ. 46

Лесорастительные условия – комплекс климатических, гидрологических и почвенных факторов, определяющих условия роста леса. В таксационных описаниях кварталов 46 и 36 используется типологическая классификация Е.В. Алексеева – П.С. Погребняка, в основе которой заложены два показателя: богатство и влажность почвы.

Определение запасов основных элементов минерального питания

В наибольших количествах растениями потребляются азот, калий, фосфор. Определим обеспеченность макроэлементами насаждения на 4 выделе 36-го квартала. Площадь данного квартала 0,4 га, состав насаждений – лесные культуры из 10С+Б 70-летнего возраста. Полнота 0,7. Класс бонитета 1. Выдел расположен на – темноцветно-подзолистой глееватой песчаной на двучленных отложениях флювиогляциальных песков и глауконитовых песков почве.

Содержание элемента в почве является относительной величиной, поэтому оно может быть использовано только для общей оценки плодородия почв. Для конкретной оценки обеспеченности древостоя необходим запас усвояемой формы элемента в корне обитаемом слое почвы (в кг или т/га). Оценку ведут путем сравнения запаса элемента с его годичным выносом древостоем.

Рис 1

Из графика видно, сосне в 70-летнем возрасте необходимо: 2 кг фосфора, 9 кг калия и 25 кг азота.

Расчет количества усвояемых форм азота. Азот своим происхождением обязан микроорганизмам, которыми он поглощается из воздуха, затем используется растениями и по трофической цепи снова поступает частично снова в воздух, частично в почву. Недостаток азота тормозит фотосинтез сильнее, чем недостаток какого-либо другого элемента, вызывая в конечном итоге ухудшение роста растений. Запас доступных форм азота определяется исходя из известных в литературе материалов: что весь азот сосредоточен в гумусе почвы; в составе гумуса содержится 5 % азота (по Кононовой М.М.); ежегодно в лесных почвах разлагается с высвобождением азота 0,8 % запаса гумуса (по Адерихину Н.Г.)

Исходя из выше сказанного, рассчитываем массу горизонта

Затем, зная процентное содержание гумуса, находим массу гумуса в данном горизонте и его массу на га. Зная, что в гумусе содержится 5% азота и 0,8% гумуса высвобождается ежегодно.

Все расчёты оформляются в форме таблиц. Результаты занесем в таблицы.

Таблица 6 Расчет запасов усвояемых форм азота в темноцветно-подзолистой глееватой песчаной почвы на ФГП и ГП. по Н.П. Ремезову

По Н.П. Ремезову, гектару 70-летних сосны насаждений необходимо примерно 25 кг азота в год. Значит азота в почве недостаточно.

Расчет количества усвояемых форм фосфора. Фосфор содержится в горных породах, но в малом количестве. Растения концентрируют его в почве. Недостаток в почве подавляет ассимиляцию СО₂

Таблица 7 Расчет запасов усвояемых форм фосфора в темноцветно-подзолистой глееватой песчаной почвы на ФГП и ГП. по Н.П. Ремезову

Ежегодно растениям доступно 10 кг фосфора на гектар, а насаждениям сосны на данном квартале необходимо 10 кг. Поэтому фосфора в данной почве достаточно.

Расчет запаса калия. Калий в почве находится в достаточном количестве, однако он представлен в почве в основном малодоступными минералами — полевыми шпатами. Калийная недостаточность характерна для многих местообитаний, особенно с торфяно-болотными и песчаными почвами (кроме почв на кварцево-глауконитовых песках).

Ежегодно растениям доступно кг калия на гектаре, а насаждениям сосны на данном квартале необходимо 10кг. Поэтому калия в данной почве достаточно.

Из расчетов усвояемых форм элементов минерального питания: калия, фосфора и азота; видно, что на нашем выделе № (36 квартала), где произрастает сосна в 70 -летнем возрасте, недостает кг азота в год. Но так как сосна возвращает в год приблизительно 60% потребленного ей азота и подлесок 10 выдела составляет лещина (лиственная порода), то в целом можно сказать, что данный выдел полностью обеспечен усвояемыми формами элементов минерального питания: азотом, фосфором и калием.

Из расчетов усвояемых форм элементов минерального питания: калия, фосфора и азота; видно, что на нашем выделе № (36 квартала), где произрастает сосна в 70 -летнем возрасте, недостает кг азота в год. Но так как сосна возвращает в год приблизительно 60% потребляемого его азота и подлесок 10 выдела составляет лещина (лиственная порода), то в целом можно сказать, что данный выдел полностью обеспечен усвояемыми формами элементов минерального питания: азотом, фосфором и калием.

Таблица 8 Расчет запасов усвояемых форм калия в темноцветно-подзолистой глееватой песчаной почвы на ФГП и ГП. по Н.П. Ремезову

Взаимосвязь почвы и типа лесорастительных условий (ТЛУ)

Таблица 9 - Типы лесорастительных условий коренных древостоев Брянского лесного массива

Таблица 10 - Связь почвы и типа лесорастительных условий

Из таблицы 10 и приложения 3 видно, что наиболее богатым по ТЛУ является квартал №46. Самой богатой почвой - перегнойно-глеевая песчаная на флювиогляциальных песках, которая занимает наибольшую площадь из всех представленных у нас почв.

5. Влияние почвенного плодородия на продуктивность лесообразующих пород

Рациональное ведение лесного хозяйства определяется экологическими требованиями пород лесообразователей к почвенно-грунтовым условиям, обеспечивая при этом максимальную продуктивность насаждений, т.е. почвенно-грунтовые условия должны обеспечивать максимальный лесорастительный и экологический эффект.

Почвы используются рационально, если территория объекта исследований и лесного хозяйства в целом занята ценными высокопродуктивными технологическими породами с разнообразным побочным пользованием, и выполняющая почвозащитную, водоохранную и водорегулирующую роль.

Лесные земли - участки лесного фонда, пригодные и предназначенные для выращивания насаждений. Разделяются на покрытые лесом, не покрытые лесом, несомкнувшиеся культуры, лесные плантации и питомники.

Не покрытые лесом земли - вырубки, лесосеки, пустыри и прогалины, редины, гари и погибшие насаждения.

Покрытые лесом земли - земли, занятые молодняками с полнотой 0,3 и выше; лесные культуры, переведенные в покрытую лесом площадь; участки, занятые кустарниками.

Нелесные земли - площади, не пригодные для выращивания леса без проведения специальных мелиоративных мероприятий (болота, скалы, гольцы, каменистые россыпи, пески, безлесные крутосклоны); воды, сельскохозяйственные угодья и площади специального назначения; лесные дороги, просеки, трассы линий высоковольтных электропередач и телефонные линии, торфоразработки, усадьбы и прочее.

Таблица 11 - Распределение типов почв по категориям лесных земель кв. 46

Таблица 11 - Распределение типов почв по категориям лесных земель кв. 36

6. Оценка плодородия почв и его лесоводческое значение

Оценка земель – это система мероприятий, направленных на получение информации как о качестве (бонитете) почв и почвенного покрова, так и по их (его) экономической ценности. Существенное различие состоит в том, что при оценке земель учитываются не только почвы и почвенный покров территории, но и характеристика географического пространства в экономическом аспекте (площади, расстояния, обеспеченность коммуникациями, трудовыми ресурсами, конкурирующие землепользования).

Экономическая оценка лесных земель показывает на сколько правильно организованно их использование для получения максимального эффекта с минимальными затратами труда и средств. Важнейшим показателем экономической оценки является общая стоимость полученной продукции (валовой доход), общая величина затрат на производство урожая, чистый доход. Экономическая оценка земель учитывает не только плодородие почв, но и все затраты на получение продукции.

Бонитировка почв и оценка земель являются составными частями земельного кадастра.

Показателем качества почв является бонитет, количественный показатель, обычно выражаемый в баллах по отношению к наилучшей почве, балл, который принимается за 100. В результате бонитировки устанавливают, на сколько одна почва лучше другой по своим физическим, химическим, биологическим свойствам и продуктивности.

Бонитировка почв, или качественная оценка земель – это сравнительная оценка качества почв, их потенциального плодородия по отношению к другим природным или культурным фитоценозам.

Бонитировка представляет собой раздел почвоведения, который изучает методы оценки качества почв по их плодородию на основе природных свойств этих почв по данным, сопоставимым с уровнем рационального ведения лесного хозяйства и интенсивности земледелия. Бонитировку почв можно рассматривать как специализированную прикладную классификацию почв по их потенциальному плодородию, построенную на объективных почвенных показателях, коррелирующих с продуктивностью и качеством произрастающих или выращиваемых на них растений. Понятие «бонитировка» происходит от латинского слова bonitas – доброкачественность.

Бонитировка лесных почв является основой учета качества почв, отличающихся плодородием, основой для решения лесоводческого вопроса – степени соответствия биологии произрастающих древесных пород почвенно-грунтовым условиям. Для установления связи между свойствами почв и продуктивностью насаждений используют графические и математические методы.

С помощью математических методов из многих признаков отбираются те, которые имеют высокие коэффициенты корреляции с продуктивностью насаждения. За 100% принимаются признаки и свойства почв с наибольшей продуктивностью насаждений. Свойства менее плодородных почв вычисляют по отношению к свойствам лучшей почвы.

Оценку в баллах бонитета получает каждый признак или каждое свойство почвы. Затем все баллы складывают и делят на число отобранных признаков. Получают почвенно-бонитировочную шкалу по измеряемым свойствам почв, коррелирующим с продуктивностью насаждений. Эта шкала является специализированной для лесного хозяйства качественной классификацией почв. Уровень плодородия почвенно-грунтовых условий сказывается на форме, составе, высоте и других лесоводственных и таксационных признаках насаждений. Если измерить средние высоты на различных почвах и указать их в классах бонитетах или баллах, взяв за 100 лучшую почву, то полученная почвенно-бонитировочная шкала оценивает эффективное плодородие в баллах, одновременно показывающих степень относительного соответствия насаждений почвенным условиям. Такая шкала отражает влияние почвенно-грунтовых условий на продуктивность насаждений и называется почвенно-бонитировочной шкалой по продуктивности насаждений. Почвенно-бонитировочные таблицы составляются для нескольких древесных пород, отличающихся биологическими и экологическими свойствами, а также для отдельных хозяйств, районов, областей, зон и всей страны. Такие таблицы могут использоваться и для территорий не занятых лесом, так как они отражают относительное качество почв по их свойствам. В полных бонитировочных таблицах указывается тип леса, состав, полнота, запас и другие таксационные признаки насаждений. Почвенно-бонитировочные таблицы используются при проектировании совместно с почвенными картами и данными лесоустройства. Основой для оценки лесорастительных свойств почв служит почвенная карта с морфологическим описанием почв и почвообразующих пород, их физико-химические свойства, характеристика произрастающей на этих почвах растительности. Почвы с близкими лесорастительными свойствами могут объединятся в хозяйственные группы, для которых подбираются наиболее продуктивные и экономически выгодные древесные породы и разрабатывается система хозяйственных мероприятий (лесокультурные работы, реконструкция насаждений, рубки ухода, главные рубки и т.д.).

Заключение

Природный растительный покров Брянщины разнообразен. Лесные насаждения представляют большой потенциал для народного хозяйства.

Умеренно-континентальный климат, подзолистые почвы и почвы поверхностного заболачивания, равнинный рельеф позволяет произрастать разнообразному травянистому покрову и древесным породам. Учебно-опытный лесхоз, находится в зоне широколиственных лесов. На исследуемых кварталах 136,46 преобладают: береза, сосна, ольха, ель. Встречается: дуб, ясень, липа, осина. Насаждения среднего возраста, отдельные деревья 100 и более лет. Разнообразие древесных пород связано с достаточно разнообразными почвами. Почвы кварталов 36, 46 имеют достаточно богатый запас элементов питания необходимый для роста лесных насаждений, травяного покрова, мхов, которые встречаются в виде пятен. Большинство насаждений I класса бонитета, с полнотой 0,8. Для улучшения состава древесных пород следует провести частичную вырубку березы.

Одним из факторов определяющих рост леса, общий запас древесины, выход недревесной продукции считается почва. Прослеживается взаимосвязь между составом растительности, запасом древесины, животным миром. Присутствуют факторы определяющие развитие и продуктивность фитоценоза.

Общая закономерность - чем беднее почвы (пески, торф верховой) – слабо (средне) подзолистые почвы, тем менее разнообразен состав древесных пород. На 46 квартале почвы плодороднее, чем на 36 квартале.

Снабжая растения питательными веществами, в почве накапливается, особенно в верхних гумусовых горизонтах, углерод, азот, фосфор, сера, кальций. В этом заключается одна из важнейших функций почвы - концентрировать, накапливать элементы в верхней части литосферы. Учебно-опытный лесхоз, в том числе 36 и 46 кварталы расположены между городом Брянском и поселком Белые берега. Ведущая отрасль промышленность. В Белых берегах находятся бумажная и мебельные фабрики, ГРЭС. Леса лесхоза являются производственной базой для исследования и опытных работ. Лесные массивы пересекают железнодорожные магистрали, асфальтированные дороги. Основная масса древесины перевозится по шоссейной дороге, используются просеки, грунтовые дороги. Лес источник не только древесины, но и многого другого, доход от которого в ряде случаев превышает стоимость древесины. Рентабельнее сохранить лес, чем вырубить его как источник товарной древесины. Кадастровая оценка земель позволяет учесть возможность использования каждого гектара земель, чтобы получить экономическую выгоду. Таксовая оценка и бонировка земель дает возможность организовано вести хозяйственную деятельность.

Лес для человека – это значительно больше, чем ценность материальная, это, прежде всего средство общения с природой, надежный путь к укреплению физического и духовного здоровья.

Список использованной литературы

1.  Справочник по климату СССР. Вып. 28, части 2.3.4. Ч.Л., Гидрометеоиздатель, 1965, 1966, 1968

2.  Роде А.А., Смирнов В.Н. Почвоведение. – М.: Высшая школа, 1972.- 480с.

3.  Классификация почв России / составитель Л.А. Шишов и др. – М: Почв. Ин - т им В.В. Докучаева, РАСХН, 2000.- 240с.

4.  Методические указания по курсовому проектированию для студентов заочного обучения лесохозяйственного факультета (специальности 250201) / З.Н. Маркина В.А. Егорушкин – Брянск, БГИТА, 2005

5.  В.Д. Зеликов - Почвоведение с основами геологии / 3-е издание – Москва, Изд. МГУЛ, 2008

6.  Почвы таёжно-лесной зоны и Брянского лесного массива: метод. пособие для студентов очного и заочного обучения по направлению 2068029 «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство»/ Брян. гос. инженер.-технол. акад.; сост.: З.Н. Маркина, В.И. Шошин, Л.А. Соколов, В.А. Егорушкин, Д.А. Костюченко, С.И. Марченко. – Брянск, 2007. – 78с.