9. Лес и почва. Влияние почвы и горной породы на лес. Значение рельефа в формировании почвы и леса. Влияние различных форм рельефа (мегарельефа, макрорельефа и др.) на лес.

А) Почва представляет собой смесь остатков горных пород с органическими веществами. Она образуется длительное время под воздействием климата, произрастающей на ней растительности и населяющих ее организмов. Почвы, по В. В. Докучаеву, являются закономерным продуктом особого естественноисторического процесса воздействия живых организмов на исходный субстрат, вследствие чего в почвах всегда присутствуют живые организмы и разнообразные продукты, и виды их жизнедеятельности.

Зональность почв. Почва — один из важнейших факторов в жизни леса. От почвы зависит породный состав леса, его структура, долговечность, продуктивность и качество древесины. На земном шаре выделены следующие основные зональные типы почв: подзолистые, черноземы, почвы пустынь, латериты, красные среднеземноморские, тундровые и горные.

Вся земельная площадь России разделена на почвенные зоны, выделенные по принципу зональности почв, установленной В. В. Докучаевым и Н.М. Сибирцевым. Растительность и почвы размещены зонами, сменяющими на равнинах одна другую в широтном направлении — от полюсов к экватору.

Суша земли разделена на широтные почвенные зоны: тундры с тундровыми почвами; лесная (таежная) с дерново-подзолистыми почвами; лесостепная с серыми лесными почвами и черноземами; степная с черноземными почвами луговой степи; полупустыни с каштановыми и бурыми почвами сухой степи; пустыни с сероземами и серо-бурыми почвами пустынной степи и пустыни; субтропики с красноземными и желтоземными почвами. Каждая зона разделена на почвенные подзоны и области, выделяемые в зависимости от рельефа, климата и растительности. Каждой почвенной зоне соответствует определенная растительность. Наибольшую площадь в России занимают дерново-подзолистые и подзолистые почвы (51,7% территории России), на которых произрастают леса.

Значение рельефа. Рельеф оказывает большое влияние на распространение, состав и рост леса. Рельеф определяет микроклиматические и эдафические условия, мощность почвы и состав растительности.

Приречные пески заселяются чистыми сосновыми лесами. На возвышениях, прилегающих к пойме реки, к сосне примешивается ель, а на суглинистых почвах сосна сменяется елью, дубом, березой, осиной, кленом, липой и другими древесными породами, дополненными подлеском из лещины, жимолости и крушины. Вместе с тем наличие песчаных почв или каменистых россыпей зависит от глубины залегания материнской горной породы. Она влияет на механический состав, физические и химические свойства почвы, а через нее — на состав и продуктивность леса. Зависимость леса от материнской горной породы весьма велика. По составу древесных пород геологи безошибочно определяют геологические структуры. Горная порода часто определяет причины резкого различия в составе деревьев. На песчаных отложениях, как правило, формируется сосновый лес, а в местах, где известняки приближены к поверхности, произрастают дубовые или буково-грабовые насаждения. На солонцах растут чистые низкопродуктивные дубняки, а на деградированных черноземах формируются высокопродуктивные дубравы с ясенем, кленом и липой. Рельеф местности определяет характер освещенности, регулирует количество тепла, поступающее к растительному покрову, глубину залегания материнской породы, мощность почвенного слоя, в котором развиваются корневые системы деревьев, кустарников и травянистой растительности. Отсюда различие в продуктивности лесов. У подошвы песчаной дюны сосна растет хорошо и образует древостой высокой продуктивности. На средней части склона деревья растут хуже, а на вершине дюны сосняки образуют насаждение низкой продуктивности.

В горных условиях ярко выражена вертикальная зональность, или поясность, лесов, состав которых зависит от экспозиции склонов. Северные склоны Забайкалья и Приамурья заняты лиственными лесами, а южные сосновыми. На Северном Кавказе буковые леса произрастают на северных склонах. Южные склоны покрыты дубовыми насаждениями. На северных склонах, например, Теллермановского опытного лесничества растут дуб с ясенем и кленом остролистным высокой продуктивности, а на южных — дуб с кленом полевым и яблоней (IV класс бонитета).

В горных условиях Карпат южные склоны покрыты лиственными лесами, а северные — хвойными. Закарпатские склоны до 1100 м над ур. м. покрыты буковыми лесами, а в Прикарпатье пихтовые и еловые леса преобладают начиная с высоты 500 м над ур. м.

На Черноморском побережье растут самшит, лавровишня, рододендрон и др., а начиная с высоты 300 м над ур. м, произрастают бук, дуб скальный, каштан съедобный. Еще выше простирается пояс пихтовых лесов, а в высокогорной зоне встречаются береза и рододендрон кавказский. Микроклимат оказывает влияние на лесовозобновление, на юге самосев появляется главным образом в понижениях, где наиболее благоприятные условия увлажнения, а на заболоченной почве — на микровозвышениях.

Б) Значение рельефа в формировании почв и развитии почвенного покрова велико и разнообразно. Рельеф выступает как главный фактор перераспределения солнечной радиации и осадков в зависимости от экспозиции и крутизны склонов и оказывает влияние на водный, тепловой, питательный, окислительно-восстановительный и солевой режимы почв.

Так, в горах возникает вертикальная зональность климата, растительности и почв вследствие понижения температуры воздуха с высотой и изменения в увлажнении. Воздушные массы, приближаясь к горам, медленно поднимаются, и постепенно охлаждаются, что способствует достижению точки росы и выпадению осадков. Перевалив через горы, те же воздушные массы, опускаясь, нагреваются и становятся сухими. Различия в увлажнении вызывают изменения питательного, окислительно-восстановительного и солевого режимов.

Поверхности разного наклона и экспозиции получают в течение гола неодинаковое количество солнечной радиации, что отражается на условиях температурного и водного режима.

Все это приводит к возникновению различных растительных формаций, и следовательно неодинаковым условиям гумусонакопления и разложения органического вещества, изменению почвенных минералов и, в конечном счете, к образованию разных почв в различных условиях рельефа.

В настоящее время в зависимости от положения в рельефе и особенностям увлажнения выделяют следующие группы почв, которые называются рядами увлажнения.

Автоморфные почвы – формируются на ровных поверхностях и склонах в условиях свободного стока поверхностных вод, при глубоком залегании грунтовых вод (глубже 6 м).

Полугидроморфные почвы – формируются при кратковременном застое поверхностных вод или при залегании грунтовых вод на глубине 3-6 м (капиллярная кайма может достигать корней растений).

Гидроморфные почвы – формируются в условиях длительного поверхностного застоя вод или при залегании грунтовых вод на глубине менее 3 м (капиллярная кайма может достигать поверхности почвы).

Рельеф оказывает большое влияние на развитие эрозионных процессов (особенно на склонах с крутизной более 3 0. В условиях склоновых форм рельефа возможно проявление водной эрозии, т.е. смыва и размыва почвы. На выровненных территориях в условиях засушливого климата большее значение имеет ветровая эрозия.

Рельеф выступает и как фактор эволюции растительности и почв при его изменении. Например, при постепенном врезе русла реки, пойменная терраса превращается в надпойменную. Это приводит к изменению режима увлажнения (прекращению пойменных и аллювиальных процессов, понижению грунтовых вод) и, как следствие, к развитию почв не в гидроморфных или полугидроморфных условиях, а в автоморфных.

В) Работы по установлению типов леса следует начинать с изучения планов лесонасаждений, лесоустроительных отчетов, аэрофотоснимков и других материалов. Наряду с этим необходимо ознакомиться с лесным массивом в натуре, причем особое внимание надо обращать на рельеф, так как любой тип леса, занимая известное место в природе, связан с тем или иным рельефом.

Рельеф является условием, влияющим на компоненты леса, их взаимодействие, структуру и свойства насаждений, поэтому при ориентировочном осмотре местности необходимо прежде всего разобраться в формах рельефа и привязать к ним основные подразделения леса. При наличии речных террас следует учесть положение их относительно водораздела.

Имея в виду равнинный и горный рельеф местности, акад. В. Н. Сукачев рекомендует при установлении типов леса пользоваться следующей классификацией его форм:

1. Возвышенности (горы), измеряемые по вертикалям тысячами метров (мегарельеф).

2. Возвышенности, измеряемые по вертикали сотнями метров (макрорельеф)..

3. Разности высот, выражающиеся десятками метров (мезорельеф).

4. Разности высот, выражающиеся метрами (микрорельеф).

5. Небольшие повышения, измеряемые дециметрами и сантиметрами (нанорельеф).

В горных условиях могут быть все указанные формы рельефа. На равнине разница в высотах понижений и повышений выражается десятками метров, метрами, дециметрами и сантиметрами.

При равнинном рельефе в лесоводственном отношении имеет существенное значение нанорельеф (приствольные возвышения, бугорки, кочки, ложбины, мелкие западины), так как он часто влияет на появление всходов, самосева, подроста древесных, а также кустарниковых пород, травяного, мохового и лишайникового покрова.

Таким образом, при установлении типов леса в связи с рельефом необходимо разделять лесные массивы на равнинные и горные.

Для установления типов леса в натуре пользуются методом

маршрутных ходов.

В равнинных лесах маршрутные ходы следует устанавливать перпендикулярно руслу рек, используя для таких ходов просеки и визиры.

Проходя по намеченному маршруту и отмечая формы рельефа, описывают геологические породы, почвы, гидрологические условия и на абрисе отделяют насаждения по водоразделам, надлуговым террасам и поймам. Наряду с этим в каждом таком подразделении намечают выделы типов леса с описанием таксационных признаков насаждений, почвенных разностей, напочвенного живого покрова и с учетом признаков технической ценности древесины стволов.

При описании почвы необходимо подробно указать на лесную подстилку, так как она является источником образования гумуса, сохраняет влагу в засушливых районах, обусловливает перевод поверхностного стока воды во внутрипочвенный. Скорость разложения лесной подстилки указывает на интенсивность биологических процессов, происходящих в почве. При слабом и медленном разложении подстилки и ее усиленном накоплении она является показателем ухудшенных условий роста насаждений и их естественного возобновления.

Важно отметить и деятельность дождевых червей, а также и личинок насекомых, животных, птиц, их влияние на лесную подстилку и почву. Затем описывается напочвенный живой покров с указанием состава и участия представителей видов в сложении травостоя и глазомерно определяется проектное покрытие площади особями растений.

Типы леса выделяются там, где резко меняется характер древостоя и других ярусов растительности, а также лесорастительные условия.

Участки леса, трудно определяемые в отношении отнесения их к тому или иному типу леса, описывают отдельно с расчетом на то, чтобы в результате накопления полевых материалов отнести эти участки насаждений к определенному типу леса или выделить их в особые группы самобытных или переходных типов леса,

В горных лесах встречается более сложное разнообразие типов леса, сменяющихся часто на очень коротких расстояниях.

В этом отношении решающее значение для формирования типов леса имеет горный рельеф, формы которого зависят от возраста горной системы, высоты над уровнем моря, характера выступающих на поверхность горных пород, интенсивности их выветривания, размыва и смыва. В развитии типа леса огромное значение имеют крутизна склонов, почва, особенно корнеобитаемых слоев, и экспозиция. В горных условиях равнина чаще отсутствуют совсем. Небольших по площади равнинные участки встречаются лишь в тальвегах рек и ручьев, на современных и древних террасах речных долин.

Склоны следует различать по их крутизне, выраженной в градусах: отлогие равнины с уклоном 0,5–2°, пологие склоны – 2–7°, покатые склоны – 7–15°, крутые склоны – 15–40°, обрывистые – более 40°. При уклоне 70–80° склоны уже не покрыты лесом. В этих местоположениях по трещинкам скал могут укореняться чахлые, недолговечные деревья и кустарники.

Склоны разной экспозиции подлежат подробному описанию. Они имеют резкое различие климатических условий: температуры, влажности, светового режима, ветрового фактора. При установлении типов леса в горных массивах маршрутные ходы устанавливают с учетом вертикальной зональности, близости или отдаленности от водоемов, морских течений и географической широты.

Так, на Урале за полярным кругом (около 70° с. ш.) верхняя граница леса достигает лишь 200–300 м высоты, на Среднем Урале –2000 м.

Леса необходимо разделять по вертикальным поясам, различающимся по составу древесной растительности. Например, в Карпатах, в Крыму и на Кавказе нижние части гор, где климат более теплый и сухой, заняты поясом дубовых лесов. Выше дубового пояса, где влажность климата увеличивается, располагаются буковые леса. Выше по вертикали, где климат становится более холодным, располагаются хвойные елово-пихтовые леса, а при более сухом климате – сосновые и березовые, иногда образующие верхний предел распространения древесной растительности.

В период маршрутного обследования и предварительного установления типов леса выбираются места для закладки пробных площадей с целью дать более детальный анализ типичных показателей каждого типа леса.