ЭКОЛОГО-ФИТОЦЕНОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ИСКУССТВЕННЫХ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ
ЭКОЛОГО-ФИТОЦЕНОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ИСКУССТВЕННЫХ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ
О.А. СОРОКИНА
ФГБОУ ВО «Красноярский ГАУ», г. Красноярск
Сухостепные зоны республики Хакасия нуждаются в разработке биоэкологических основ и технологий, которые могут быть использованы для создания устойчивых защитных и лечебно-оздоровительных лесных насаждений на основе местных и интродуцированных растений. С этой целью в 1975-78г.г. на территории Ширинской опытно-экспериментальной базы Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН по специальной технологии были осуществлены поливидовые посадки искусственных лесных насаждений, организованных в биодендрогруппы (БДГ). Они состоят из древесных и кустарниковых растений, представленных в различных комбинациях, где эдификаторную функцию выполняет древесный вид, которому соподчиняются кустарниковые виды. Для исследований были выбраны десять биодендрогрупп различного видового состава. 1. Вяз, яблоня сибирская, барбарис, смородина двуиглая. 2. Вяз, сирень, клен, боярышник, крушина (жостер). 3. Барбарис, шиповник, яблоня, сирень, осина. 4. Осина, сирень, шиповник, таволга (спирея). 5. Облепиха, жимолость татарская, вяз, осина. 6. Черемуха виргинская, яблоня, жимолость татарская. 7. Сирень, рябина, береза, карагана (акация). 8. Сосна, черемуха виргинская, ива красная. 9. Боярышник, лиственница сибирская, сирень. 10. Тополь, яблоня, жимолость татарская. 11. Контрольный участок естественного фитоценоза Ширинской сухой степи, расположенный в непосредственной близости. Почвы на объектах исследования черноземы аккумулятивно-карбонатные с укороченным гумусовым горизонтом. Изучение абиотических факторов в БДГ проводилось ежемесячно в течение вегетационных периодов 2017-2019 г.г. Температуру почвы в слое 0-10 см измеряли термометром Cnecktemp 1 by HANNA (С°) в 10 час, 15 час и 20 час., температуру приземного слоя воздуха определяли наружными термометрами в это же время. На всех объектах исследования измеряли освещенность (Лк). Образцы почвы для определения численности микромицетов отбирали в августе. Измерение общей численности почвенных микроорганизмов (КОЕ, тыс/г) осуществляли методом предельных разведений. Для учета бактериальной микрофлоры посев проводили на среде МПА, для численности микромицетов – на среде Сабуро. Углерод микробной биомассы (Cmic, мг/г почвы) определяли методом субстрат-индуцированного дыхания. Учитывали запасы формирующейся подстилки и надземной травянистой фитомассы.
Эколого-фитоценотическое воздействие БДГ через температуру приземного слоя воздуха и почвы непосредственно влияет на функциональную активность почвенных микроорганизмов. На контрольном целинном участке степного фитоценоза температура воздуха на 9-13 0С выше, чем под искусственными лесными насаждениями. Особенно резкие отличия отмечаются в дневные часы (15 час) летних месяцев. Воздух закономерно меньше прогревается в тех искусственных насаждениях, где больше кустарниковых видов с развитой и густой кроной, например, жимолость татарская в биодендрогруппах 5, 6 и 9 (19,2-26,7 0С). В вечерние часы температура воздуха в приземном слое разных объектов резко снижается и выравнивается. Такой перепад температуры связан с резкой континентальностью климата степной зоны Хакасии. Температура верхнего слоя почвы характеризуется не такой выраженной контрастностью, как температура воздуха приземного слоя. Меньше прогревается почва под БДГ 5. 6. 9 и 10 (17,8-19,2 0С), в которые входит жимолость татарская, сирень и другие виды, затеняющая поверхность почвы. На участке степного фитоценоза температура почвы в это же время составляет 23,1-25.7 0С.
Плотность древостоя, густота и раскидистость крон древесных и кустарниковых растений напрямую влияет на освещенность в биодендрогруппах. Количество падающего света на участке естественного фитоценоза в несколько раз превышает этот показатель под искусственными насаждениями. В БДГ №8 эдификаторным видом является сосна обыкновенная, крона которой более разрежена и ажурна в сравнении с другими эдификаторными видами. Здесь зафиксировано наибольшее количество света по сравнению с другими БДГ. Освещенность под БДГ №9 наименьшая за счет соподчиненных видов хорошо облиственных, образующих плотные заросли, сильно затеняющие почву.
В почвах под лесными насаждениями установлено снижение доли бактерий по отношению к микроскопическим грибам. Наибольшая численность микромицетов зафиксирована в БДГ №8 и №9 с хвойными видами, формирующими наибольшие запасы подстилки и подкисляющие почву продуктами разложения опада. В почве контрольного участка запасы микробной биомассы заметно меньше, чем в почвах под насаждениями.
Максимальные запасы надземной травянистой фитомассы и стабильность ее структуры зафиксированы на контрольном участке естественного фитоценоза, в составе которого преобладают злаки. Под воздействием изменившихся экологических факторов (влажность, температура почвы, освещенность) изменился структурный состав травянистого покрова под насаждениями за счет появления и увеличения доли представителей лесного разнотравья. В среднем за три года наибольшее количество разнотравного компонента в травянистом покрове зафиксировано в БДГ№5, №6, №7. Свидетельством трансформации почв под искусственными насаждениями и приобретения ими «лесных признаков» может служить появление шляпочных грибов. Увеличение биологического разнообразия, связанного с изменением абиотических и биотических экологических факторов под воздействием искусственных лесных насаждений, свидетельствует об устойчивости и стабильности формирующихся биоценозов.
