ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2022, № 1, С. 47–60


ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СВОЙСТВ ПОДЗОЛОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАСТИТЕЛЬНЫХ МИКРОГРУППИРОВОК В СОСНЯКЕ БРУСНИЧНОМ
О. Н. Бахмет, М. В. Медведева, Е. В. Мошкина, Ю. Н. Ткаченко, А. В. Мамай, С. Г. Новиков, С. А. Мошников, В. В. Тимофеева, А. Ю. Карпечко
Институт леса КарНЦ РАН, ФИЦ «Карельский научный центр РАН», ул. Пушкинская, 11, Петрозаводск, 185910 Россия
E-mail: obahmet@mail.ru


Поступила в редакцию 29.05.2020 г.
Исследования проведены на особо охраняемой природной территории в западной части Европейского Севера. На примере почв альфе-гумусового генезиса (Podzols) изучена пространственная вариабельность их свойств в зависимости от типа растительной микрогруппировки (лишайниковая, брусничная, черничная, зеленомошная). Представлена морфологическая и физико-химическая характеристика исследованных почв, дано таксационное описание древостоя, изучен видовой состав растений напочвенного покрова. В связи с неоднородностью напочвенного покрова установлены отдельные тенденции изменения эдафических условий. Наиболее выраженные изменения морфологических свойств почв отмечали в верхних органогенных горизонтах, минеральная толща более инертна к пространственной неоднородности растений напочвенного покрова. Изменение мощности лесных подстилок происходит в ряду лишайниковая < зеленомошная < черничная, брусничная. Несмотря на то, что резкого изменения кислотно-основных показателей в почвах под различными микрогруппировками не выявили, тенденция возрастания значения рН отмечена в черничной микрогруппировке. Результаты математико-статистического анализа показали, что коэффициенты вариации содержания углерода в изучаемых почвах изменяются в небольшом диапазоне. Коэффициенты вариации биогенных элементов N, P, K изменяются в более широком диапазоне и составляют от 17 до 115%. Запасы С, N, Р, К в лесной подстилке значимо ниже в лишайниковой микрогруппировке по сравнению с другими растительными группировками. Кластерный анализ показал, что по совокупности исследуемых свойств выделяется  органогенный горизонт лишайниковой микрогруппировки, а также подзолистый и иллювиальный горизонты черничной микроассоциации. Полученные данные могут быть использованы при организации природоохранных мероприятий, являются основой проведения мониторинга природной среды Восточной Фенноскандии.
Ключевые слова: Восточная Фенноскандия, ООПТ, почва, растения напочвенного покрова, морфологические и физико-химические свойства почв.
Выполнено в рамках Государственного задания КарНЦ РАН (Институт леса) на 2017-2021 гг.
DOI: 10.31857/S002411482105003X


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Анучин Н.П. Лесная таксация: Учебник для ВУЗов. 5-е изд. М.: Лесная промышленность, 1982. 552 с.

  • Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почвы: Уч. пособие для ВУЗов по спец.: «Агрохимия и почвоведение». М.: Изд-во Московского университета, 1970. 487 с.

  • Бахмет О.Н. Структурно-функциональная организация органопрофилей почв лесных экосистем Северо-Запада России: Автореф. дис. ... докт. биол. наук: 03.02.08. Петрозаводск: Изд-во КарНЦ РАН, 2015. 49 с.

  • Галанин А.В. Влияние фитогенного поля на распределение растений // Экология. 1980. № 6. С. 76–78.

  • Горячкин С.В. Исследование структур почвенного покрова в современном почвоведении: подходы и тенденции развития // Почвоведение. 2005. № 12. С. 1461–1468.

  • Елькина Г.Я. Оптимизация минерального питания растений на подзолистых почвах. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2008. 280 с.

  • Журавлева Е.Н., Ипатов В.С., Лебедева В.Х., Тиходеева М.Ю. Изменение растительности на лугах под влиянием сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 3: Биология. 2012. № 2. С. 3–12.

  • Загуральская Л.М., Медведева М.В. Микробное разнообразие почв хвойных и лиственных лесов // Разнообразие почв и биоразнообразие в лесных экосистемах средней тайги. М.: Наука, 2006. С. 228–234.

  • Ипатов В.С. Вновь о понятии «фитоценоз» // Ботанический журнал. 2013. Т. 98. № 4. С. 481–486.

  • Ипатов В.С., Лебедева В.Х., Тиходеева М.Ю. О гетерогенности и квантованности растительности пробных площадей // Ботанический журнал. 2014. Т. 99. № 1. С. 3–22.

  • Ипатов В.С., Журавлева Е.Н., Лебедева В.Х., Тиходеева М.Ю. Фитогенное поле Picea abies, P. obovata (Pinaceae) // Ботанический журнал. 2009. Т. 94. № 4. С. 558–568.

  • Карпачевский Л.О. Пестрота почвенного покрова в лесном биогеоценозе. М.: Изд-во МГУ, 1977. 312 с.

  • Козлов И.Ф. Развитие и рост сосновых насаждений Карельской АССР. Петрозаводск: Изд-во Карельского филиала АН СССР, 1985. 162 с.

  • Коронатова Н.Г., Миляева Е.В. Влияние растительности на физические свойства молодых почв выработанных карьеров // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2010. № 2. С 162–166.

  • Крышень А.М. Фитогенное поле: теория и проявление в природе // Известия РАН. Серия Биология. 2000. № 4. C. 437–443.

  • Крышень A.M., Федорец Н.Г. Взаимосвязь зональных типов леса с почвами // Разнообразие почв и биоразнообразие в лесных экосистемах средней тайги. М.: Наука, 2006. C. 200–207.

  • Крышень А.М., Рудковская О.А., Преснухин Ю.В., Тимофеева В.В. Морфоструктура напочвенного покрова основных типов лесных сообществ заповедника «Кивач» (средняя тайга) // Труды Карельского НЦ РАН. 2006. Вып. 10. С. 54–62.

  • Лаптева Е.М. Отдел почвоведения: итоги и перспективы // Вестник Института биологии Коми НЦ УрО РАН. 2011. № 12. С.4–12.

  • Лебедева В.Х., Ипатов В.С., Тиходеева М.Ю. Неоднородность пространственной структуры живого напочвенного покрова в лесных сообществах // Вестник Санкт-Петербургского гос. унивеситета, 2015. Серия 3. Вып. 2. С. 32–46.

  • Лебедева В.Х., Тиходеева М.Ю., Ипатов В.С. Влияние древесного полога на виды напочвенного покрова в ельнике чернично-зеленомошном // Ботанический журнал. 2005. Т. 90. № 3. С. 400–410.

  • Лесотаксационные таблицы. Петрозаводск: Карельское лесоустроительное предприятие; Институт леса Карельского Филиала АН СССР. 1976. 32 с.

  • Лукина Н.В., Никонов В.В. Биогеохимические циклы в лесах Севера в условиях аэротехногенного загрязнения. Апатиты: Изд-во Кольского НЦ РАН, 1996. Ч. 1. 213 с.

  • Лукина Н.В., Никонов В.В. Питательный режим лесов северной тайги: природные и техногенные аспекты. Апатиты: Изд-во Кольского НЦ РАН, 1998. 316 с.

  • Лукина Н.В., Орлова М.А., Исаева Л.Г. Плодородие лесных почв как основа взаимосвязи почва-растительность // Лесоведение. 2010. № 5. С. 45–56.

  • Лукина Н.В., Сухарева Т.А., Исаева Л.Г. Техногенные дигрессии и восстановительные сукцессии в северотаежных лесах. М.: Наука, 2005. 245 с.

  • Морозова Р.М., Федорец Н.Г., Бахмет О.Н. Почвы и почвенный покров Заонежья Карелии // Труды Карельского НЦ РАН. 2004. Вып. 6. С. 69–89.

  • Орлова М.А., Лукина Н.В., Никонов В.В. Влияние ели на пространственную изменчивость кислотности подзолов северотаежных лесов // Лесоведение. 2003. № 6. С. 3–11.

  • Подвезенная М.А., Рыжова И.М. Зависимость вариабельности запасов углерода в почве от пространственной структуры растительного покрова лесных биогеоценозов // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2010. № 4. С. 3–9.

  • Подвезенная М.А., Рыжова И.М. Изменчивость содержания и запасов углерода в почвах лесных биогеоценозов южной тайги // Лесоведение. № 1. 2011. С. 52–60.

  • Разнообразие почв и биоразнообразие в лесных экосистемах средней тайги / Отв. ред. Н.Г. Федорец. М.: Наука, 2006. 287 с.

  • Рыжова И.М., Подвезенная М.А. Пространственная вариабельность запасов органического углерода в почвах лесных и степных биогеоценозов // Почвоведение. 2008. № 12. С. 1429–1437

  • Рыжова И.М., Телеснина В.М., Ситникова А.А. Динамика свойств почв и структуры запасов углерода в постагрогенных экосистемах в процессе естественного лесовосстановления // Почвоведение. 2020. № 2. С. 230-243.

  • Сенов С.Н., Банева Н.А., Смирнов А.П. Корненасыщенность и парцеллярная структура в высокопроизводительном ельнике // Лесоведение. 1994. № 2. С. 78–80.

  • Сукачёв В.Н. Избранные труды в трех томах / Под ред. Е.М. Лавренко. Л.: Наука, 1972. Т. 1. Основы лесной типологии и биогеоценологии. 419 с.

  • Третьяков Н.В., Горский П.В., Самойлович Г.Г. Справочник таксатора (таблицы для таксации леса). 2-е изд. М.: Лесная промышленность, 1965. 459 с.

  • Федорец Н.Г., Дьяконов В.В., Литинский П.Ю., Шильцова Г.В. Загрязнение лесной территории Карелии тяжелыми металлами и серой. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 1998. 47 с.

  • Шамрикова Е.В. Кислотность почв таежной и тундровой зон европейского Северо-Востока России. СПб.: Наука, 2013. 160 с.

  • Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.

  • Bergkvist B., Folkeson L., Berggren D. Fluxes of Cu, Zn, Pb, Cd, Cr and Ni in temperate forest ecosystems // Water Air & Soil Pollution. 1989. V. 47. P. 217–286.

  • Bjelland T., Grube M., Hoem S., Jørgensen S.L., Daae F.L., Thorseth I.H., Øvreås L. Microbial metacommunities in the lichen-rock habitat // Environmental Microbiology Reports, 2011. N 3. P. 434–442.

  • Cardinale M., Grube M., Castro J. V. Bacterial taxa associated with the lung lichen Lobaria pulmonaria are differentially shaped by geography and habitat // FEMS Microbiology Letters, 2012. N 329 (2). P. 1–5.

  • Dymov А.А., Gabov D.N. Pyrogenic alterations of Podzols at the North-East European part of Russia: morphology, carbon pools, PAH content // Geoderma. 2015. V. 241–242. P. 230–237.

  • Hokkanen T. J., Jarvienen E., Kuuluvainen T. Properties of top soil and the relationship between soil and trees in a boreal Scots pine stand // Silva Fennica. 1995. V. 29. N 3. P. 189-203.

  • Ingestad T. Mineral nutrient requirements of Vaccinium vitis-idaea and Vaccinium myrtillus // Physiologia Plantarum, 2006. N 29. P. 239–246.

  • Järvinen E., Hokkanen T., Kuuluvainen T. Spatial heterogeneity and relationships of mineral soil properties in a boreal Pinus sylvestris stand // Scandinavian Journal of Forest Research. 1993. V. 8. P. 435-445.

  • Klavina L., Bikovens O., Steinberga I., Maksimova V., Eglite L. Characterization of chemical composition of some bryophytes common in Latvia // Environmental & Experimental Biology, 2012. N 10. P. 27–34.

  • Koch A.S., Matzner E. Heterogeneity of soil and soil solution chemistry under Norway spruce (Piceaabies Karst.) and European beech (Fagussilvatica L.) as influenced by distance from the stem basis // Plant & Soil. 1993. V. 151. P. 227–237.

  • Levia D.F., Frost E.E. A review and evaluation of stemflow literature in the hydrologic and biogeochemical cycles of forested and agricultural ecosystems // Journal of Hydrology. 2003. V. 274. P. 1–29.

  • Maier S., Schmidt T.S.B., Zheng L., Peer T., Wagner V., Grube M. Analyses of dryland biological soil crusts highlight lichens as an important regulator of microbial communities // Biodiversity & Conservation. 2014. V. 23. Is. 7. P. 1735–1755.

  • Sigurbjörnsdóttir M.A., Andrésson Ó.S., Vilhelmsson O. Nutrient scavenging activity and antagonistic factors of non-photobiont lichen-associated bacteria: a review // World Journal of Microbiology & Biotechnology. 2016. N 32. Article number: 68.

  • Spribille T., Tuovinen V., Resl P., Vanderpool D., Wolinski H., Aime M.C., Schneider K., Stabentheiner E., Toome-Heller M., Thor G., Mayrhofer H., Johannesson H., McCutcheon J.P. Basidiomycete yeasts in the cortex of ascomycete macrolichens // Science. 2016. N 353 (6298). P. 488–492.

  • Tilman D. Secondary succession and the patterns of plant dominance along experimental nitrogen gradients // Ecological Monographs. 1987. V. 57, Is. 3. P. 189–214.