Книга написана на основе сорокалетних исследований на стационарах, созданных автором на осушенных болотах в лесхозах Ленинградской области. Рассмотрены основные экологические факторы, определяющие формирование и рост сосновых древостоев после осушения. Изучено влияние осушения на уровень грунтовых вод, а последних — на формирование и рост древостоев. Представлены данные круглогодичных многолетних исследований стока и осадков на основе уравнения водного баланса, показывающие влияние леса на водный режим почв и стока — на водное питание рек. Отмечена роль состава воздуха в почве и аэрации в почвенных процессах и росте леса.

Книга предназначена для научных работников и специалистов лесного хозяйства, для экологов и студентов лесотехнических вузов.

Осушение земель оказывает существенное воздействие на лесные биогеоценозы. После осушения изменяется характер почвенных процессов, прежде всего вследствие изменения водного режима — удаления гравитационной влаги. Большая часть анаэробных процессов меняется на процессы аэробные. Изменившиеся эдафические условия позволяют в большей мере реализовать потенциальное почвенное плодородие. Со временем изменяется состояние древесных насаждений, а также биомасса, повышается класс бонитета, возрастает общая продуктивность древесных насаждений. После формирования высокопродуктивных насаждений усиливается воздействие на почвенные процессы самого древостоя.

Отмеченные процессы и явления формируются постепенно и требуют длительного времени. Однако большинство ранее опубликованных результатов основано, как правило, на краткосрочных 3—5-летних исследованиях. В настоящей монографии представлены результаты 40-летних исследований, в основном выполненных на стационарах или постоянных пробных площадях. Для этого в Ленинградской области были заложены 3 стационара: «Ушакинский», «Тосненский» и «Малиновский» — в Тосненском и Ушакинском лесничествах бывшего Тосненского лесхоза (в настоящее время Лисинский лесной колледж) и в Лисинском учебно-опытном лесхозе Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии.

На стационаре «Ушакинский» основные работы были начаты в 1959 г.; они были направлены на изучение культур сосны, созданных на осушённом мелкозалежном богатом мезотрофном торфянике. Исследование лесных культур сосны проводили с момента их создания до формирования высокобонитетного насаждения, имеющего в 40-летнем возрасте запас более 350 м³/га. Характер работ был комплексным и многопрофильным. Многолетние стационарные исследования на стационаре «Ушакинский» позволили установить динамику развития и особенности роста терминальных побегов сосны, изучить особенности формирования корневых систем и выявить роль в этом процессе регулирования водного режима. Были определены границы биологического барьера, вызываемого концентрацией углекислоты в почвенном воздухе, ограничивающего распространение корней вглубь, установлены величины содержания углекислоты и кислорода в почвенном воздухе, а также механизм их саморегулирования по принципу гомеостаза. Показано продуцирование углекислоты торфяной почвой. Изучена обеспеченность грунтовых вод кислородом.

Стационар «Тосненский» включает два обособленных участка, расположенных на болотах олиготрофного и мезотрофного типа водно-минерального питания.

Исследования на олиготрофном болоте были начаты в 1967 г. одновременно с ведением осушительных работ. Сосновый древостой V—Va классов бонитета отличался разновозрастностью, но преимущественно это был древостой IV—VI классов возраста. Имелись участки без леса. Поэтому была возможность для изучения формирования древостоя как на месте старых сосняков, так и за счёт имевшегося и появившегося после осушения естественного возобновления. Глубина торфа варьировала в пределах 1—2.3 м.

Различные по состоянию участки леса позволили установить характер формирования древостоев после осушения как на месте имевшегося старого леса, так и за счёт естественного возобновления леса на безлесных участках.

На мезотрофном болоте с глубиной торфа 1.5—3.7 м до осушения произрастал низкобонитетный древостой (IV класса бонитета). Опытные объекты были представлены (в год осушения) сосняками I и IV классов возраста. Такое сочетание объектов позволило рассмотреть особенности изменения после осушения «молодых» и «старых» древостоев. Здесь же, на мезотрофном торфянике, изучено формирование насаждений на месте естественного возобновления после вырубки повреждённого пожаром леса.

На стационаре «Тосненский» был детально изучен и водный режим осушенных торфяников, а также впервые проведены многолетние водно-балансовые исследования при круглогодичных наблюдениях за стоком.

Водно-балансовые исследования на основе круглогодичной регистрации стока по каналам позволили оценить особенности гидрологической роли лесов на осушенных землях. Установлено, что каналы осушительной сети, отводя воду зимой и понижая уровни грунтовых вод, обеспечивают значительно большую ёмкость аккумуляции торфяных почв вследствие их большой пористости.

В Лисинском учебно-опытном лесхозе Санкт-Петербургской лесотехнической академии расположен почвенно-гидрологический стационар «Малиновский». Его назначение — комплексное изучение влияния осушения на лесные биогеоценозы. Опытные участки на стационаре представлены сосновыми древостоями, сформировавшимися на мезотрофном и олиготрофном болотах с небольшой (0.2—0.7 м) мощностью торфа, на тяжёлых суглинистых почвах. Исследования на стационаре были начаты в 1974 г. — в год осушения. Поэтому было изучено состояние почв и насаждений в начале осушения и прослежено то, как это состояние менялось.

Путем многократной периодической таксации древостоев на постоянных пробных площадях установлены особенности формирования сосновых древостоев после осушения торфяников. Приведены особенности формирования и роста древостоев, образующихся на безлесных участках, а также на участках, где во время осушения имелся низкобонитетный древостой. Дана оценка причин, обеспечивающих продуктивность древостоев после осушения.

Многолетние исследования позволили оценить роль древостоя в регулировании водного режима почв и значение биологического осушения в обеспечении устойчивости древесных насаждений на осушенных землях.

ВВЕДЕНИЕ

Книги на ту же тему

1. Торфяные месторождения. — 3-е изд., перераб. и доп., Тюремнов С. Н., 1976
2. Функционирование микробных комплексов в верховых торфяниках — анализ причин медленной деструкции торфа, Чернов И. Ю., ред., 2013
3. Ускользающий мир: Экологические последствия утраты местообитаний. — 2-е изд., Хански И., 2015
4. Биопродукционный процесс в лесных экосистемах Севера, Бобкова К. С., Галенко Э. П., ред., 2001
5. Техногенные дигрессии и восстановительные сукцессии в северотаёжных лесах, Лукина Н. В., Сухарева Т. А., Исаева Л. Г., 2005
6. Мониторинг биологического разнообразия лесов России: методология и методы, Исаев А. С., ред., 2008
7. Питательный режим почв северотаёжных лесов, Лукина Н. В., Полянская Л. М., Орлова М. А., 2008
8. Разнообразие почв и биоразнообразие в лесных экосистемах средней тайги, Федорец Н. Г., ред., 2006
9. Лесные пользования на Северном Кавказе, Гордиенко В. А., Солнцев Г. К., 1999
10. Применение аэрофотосъёмки при изучении лесного и болотного мелиоративного фондов, Самойлович Г. Г., Галкина Е. А., ред., 1973
11. Экология почв. Учение об экологических функциях почв: учебник, Добровольский Г. В., Никитин Е. Д., 2006
12. Динамика и продуктивность субальпийских лугов Северного макросклона Киргизского хребта, Лебедева Л. П., 1984
13. Миграции птиц Восточной Европы и Северной Азии: Журавлеобразные — ржанкообразные, Виксне Я. А., Михельсон Х. А., ред., 1985