Фитоиндикация водного режима, кислотности и запасов азота в почве в древесных насаждениях Санкт-Петербурга и Ленинградской области
Фитоиндикация водного режима, кислотности и запасов азота в почве в древесных насаждениях Санкт-Петербурга и Ленинградской области
Ле Кхань Ву, В.Ю.Нешатаев
Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М.Кирова, Санкт-Петербург, Россия
Эл. почта: vn1872@yandex.ru
Введение. Фитоиндикация становится незаменимым методом в случаях, когда прямое измерение комплексных факторов, таких как плодородие, водный режим и др. либо чрезвычайно сложно, трудоемко, либо невозможно. Как отмечал В. И. Василевич (1983), режим местообитания является в принципе бесконечномерной величиной, т.е. абсолютно полная характеристика его содержит бесконечно большое число признаков. В то же время, естественная растительность и почва в своих признаках подытоживают местные условия за длинный ряд лет (Раменский, 1938) и потому единственным прямым и достоверным оценщиком экологических условий является сама растительность (Раменский и др., 1956).
Материалы и методы. Объектом настоящего исследования являлись растительность и почвы Санкт-Петербурга (площадь 1,4 тыс. км2), включающего кроме городской застройки и городских зеленых насаждений, также обширные лесные массивы Курортного лесопарка (229 км2), раскинувшегося от его северной границы в 25 км к северу от Зеленогорска, до Ломоносова, Павловска, Петродворца, Пушкина на юге. Почвы с ненарушенным строением почвенного профиля (естественные почвы) на территории Санкт-Петербурга частично сохранились в лесных массивах лесопарков Сосновка, Пискревский, Ново-Орловский и др. Основными почвообразующими породами в Санкт- Петербурге являются озерно-ледниковые пески и супеси, аллювиальные пески, ленточные глины и кембрийские глины, небольшие площади занимают почвы, подстилаемые известняками на Дудергофских высотах (Апарин, Сухачёва, 2014).
В основу нашей работы положено около 800 геоботанических и почвенных описаний на пробных площадях (ПП) размерами 20×20 м, выполненные на территории города и Ленинградской обл. На ПП определяли проективное покрытие видов растений по видам и ярусам, измеряли среднюю мощность верхних горизонтов почвы в 20 прикопках и описывали почвенный разрез глубиной 1–1.5 м. Лабораторные анализы включали определение рН водной и солевой (KCl) вытяжки, общего азота по Къёльдалю, объёмного веса почвы по горизонтам. На основе этих данных рассчитывали запас общего азота в слое 0–20 см и 0–100 см и проведён корреляционный анализ связи запасов азота с показателями богатства-засоления (БЗ), определенными по шкалам Л. Г. Раменского и др. (1956). По методу Л. Г. Раменского нами были построены индикационные шкалы для большинства видов растений, встречающихся в зеленых насаждениях г. Санкт-Петербурга (более 100 видов), позволяющие по составу фитоценоза определять солевой pH органических горизонтов почвы. Для выявления связи показателей увлажнения, определенных по шкалам Л. Г. Раменского и др. (1956) использовали данные 3-летних наблюдений В. Н. Федорчука и В.Ю. Нешатаева за уровнями грунтовых вод (УГВ), проведенных в 1979–1985 гг. на 18 ПП, заложенных в различных типах леса в Гатчинском р-не Ленинградской обл. В мае и сентябре наблюдения проводили каждые 5 дней, а с июня по август – каждые 10 дней.
Результаты. Сравнение измеренных и индицируемых по составу фитоценозов с использованием разработанных нами шкал значений рН для 45 пробных участков, представленных 7 типами леса, показало удовлетворительное совпадение измеренных и расчетных значений рН. Коэффициент детерминации – 0.9, средняя погрешность – 0.03 единицы pH.
Связь запасов азота в слоях почвы мощностью 0.2 м и 1 м для нормально и сильно дренированных местообитаний описывается уравнением параболы и характеризуется коэффициентом детерминации 0.91, 0.89.
Наиболее тесная связь методом корреляционного анализа установлена между ступенью увлажнения, определённой по шкалам Л. Г. Раменского и количеством декад, в течение которых наблюдали уровень УГВ выше 20 см от поверхности почвы. Высокий коэффициент детерминации (0.85) позволяет утверждать, что ступени увлажнения, определяемые по составу фитоценоза по шкалам Л. Г. Раменского, тесно связаны с режимом увлажнения и УГВ.
Литература
- Апарин Б. Ф., Сухачёва Е. Ю. Принципы создания почвенной карты мегаполиса (на примере Санкт-Петербурга) // Почвоведение. 2014. № 7. С. 790–802.
- Василевич В. И. Очерки теоретической фитоценологии. – Л.: Наука, Ленингр. отделение, 1983. – 248 с.
- Раменский Л. Г. Введение в комплексное почвенно-геоботаническое исследование земель. М.–Л., 1938. 620 c.
- Раменский Л. Г., Цаценкин И. А., Чижиков О. Н., Антипин Н. А. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову. М.: Сельхозгиз, 1956. 472 с.
