DOI 10.12737/3822 УДК 630.181.32 (470.40/.43)

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
DOI 10.12737/3822
УДК 630.181.32 (470.40/.43)
ПОЧВЕННЫЕ УСЛОВИЯ ПРОИЗРАСТАНИЯ ЛЕСНОЙ
РАСТИТЕЛЬНОСТИ СЕВЕРНЫХ РАЙОНОВ ПРЕДВОЛЖЬЯ
Д.С. Жубрин, А.Т. Сабиров
Аннотация. Приведены результаты исследования почвенных условий произрастания растительности лесных экосистем северных районов Предволжья Республики Татарстан. Охарактеризованы основные типы лесных почв региона. Изученные лесные фитоценозы произрастают на
различных почвах по генезису и лесорастительным свойствам: дерново-подзолистых, серых лесных, коричнево-бурых лесных, бурых лесных супесчаных, аллювиальных луговых, рендзинах. Под
пологом лесных фитоценозов на суглинистых породах формируются хорошо оструктуренные
почвы. Широкий спектр условий местопроизрастания территорий обуславливает биологическое разнообразие лесной растительности на уровне видов и экосистем.
Ключевые слова: Предволжье Республики Татарстан, почвы лесных экосистем, структура
почв, биоразнообразие растительности.
менных пробных площадей, почвенноэкологических условий произрастания фитоценозов [6,7,8]. В почвах лесных биогеоценозов проведены морфологические, физические,
химические и физико-химические исследования, детально охарактеризован особый биогеогоризонт – лесная подстилка. Это позволило оценить лесорастительные свойства почв,
установить приуроченность доминирующих
типов лесных биогеоценозов района исследования к почвенным таксонам. Составлен список разновидностей лесных почв. Поставлена
задача охватить основные элементы рельефа,
типы лесов, условия произрастания фитоценозов, изучить закономерности взаимосвязи
внутри лесных биогеоценозов.
Анализ и обсуждение результатов. Почвенный покров лесных экосистем Республики
Татарстан отражен в различных научных трудах [9,10,11,12]. На основе обобщения первичных результатов исследования в прибрежной
зоне Предволжья выделены основные почвенные разновидности. Изученные лесные фитоценозы произрастают на различных почвах
как по генезису, так и лесорастительным свойствам: дерново-подзолистых среднесуглинистых на делювиальных суглинках, серых лесных тяжело- и среднесуглинистых почвах,
развитых на лессовидных и облессованных
суглинках; коричнево-бурых лесных тяжелосуглинистых почвах, образованных на карбонатных пермских породах; бурых лесных супесчаных почвах, развитых на древнеаллювиальных песчаных отложениях, подстилаемых суглинистыми породами; тяжелосуглинистых рендзинах на известняках; аллювиальных луговых легкоглинистых почвах.
Серые лесные почвы имеют широкое распространение в регионе, формируются в основном на лёссовидных и облессованных делювиальных суглинках. Они занимают различные элементы рельефа: ровные водоразделы, плоские поверхности вершин холмов, пологие и крутые склоны высокого берега. В
изученных прибрежных насаждениях нами
Введение. Северные районы Предволжья
входят в лесостепную зону [1] и включают
различные природные экосистемы: агроландшафты, лесные формации, склоновые и овражно-балочные земли, поймы рек. Регион
охватывает и высокое правобережье реки Волги с холмистой местностью. Территория северных районов Предволжья подвержена эрозии и оползням. Лесные экосистемы здесь выполняют водоохраную, почвозащитную, рекреационную функции, защищают крутые
склоны долин от оползней, предохраняют берега от разрушений, удерживают в почве питательные вещества, защищают плодородный
слой почв от эрозии, поддерживают углеродный баланс, охраняют водные ресурсы, являются местом хранения разнообразия флоры и
фауны [3,4,5]. Проведение почвенных исследований актуально при установлении соподчиненности типов леса и биоразнообразия
растительного покрова к почвенным таксонам,
определении зависимости продуктивности
древостоев основных лесообразующих пород
от почвенно-грунтовых условий, создании
земельного кадастра и экономической оценке
лесных земель, изучении эволюции почв лесных насаждений под влиянием антропогенных
воздействий. Почва является важнейшим экологическим фактором в формировании продуктивности и биоразнообразия лесных фитоценозов [8,11,12]. Изучение лесных почв
важно также в аспекте проведения фундаментальных исследований их генезиса, эволюции.
Условия, материалы и методы исследований. В статье приводятся результаты комплексных исследований генезиса и лесорастительных свойств почв лесных экосистем северных районов Предволжья Республики Татарстан. Изученные леса расположены в прибрежной зоне рек Волги и Свияги, на территории Приволжского лесничества. Программа
исследований включает определение рельефа
местности, экспозицию склонов, изучение
лесоводственно-таксационных характеристик
насаждений с заложением постоянных и вре112
Вестник Казанского ГАУ № 1(31) 2014
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
плодородием [2], о чём свидетельствует и
высокая продуктивность (Ia–I класс бонитета) произрастающих на них древостоев основных лесообразующих пород. Лесные
фитоценозы на коричнево-бурых лесных
почвах в лесостепи – уникальные экосистемы с богатым биоразнообразием растительности и фауны, способные к устойчивому
функционированию. Аккумуляция гумусовых веществ, элементов питания в верхних
горизонтах, наличие суглинистой подстилающей породы повышает лесорастительные свойства бурой лесной супесчаной почвы. На них сформировались сосновые фитоценозы с богатым травяным покровом. Выделение бурозёмов способствовало дальнейшему углублению представлений о генезисе
и эволюции почв в лесостепи региона.
Рендзины тяжелосуглинистые под пологом лесных фитоценозов встречаются редко,
формируясь на возвышенных местоположениях, склонах в местах выхода к поверхности известняков и мергелей. Мощность профиля в основном варьирует в пределах 60-80
см. Им присущи: тяжелый гранулометрический состав, прочная комковато-зернистая
структура и высокое содержание гумуса в
перегнойно-аккумулятивном горизонте. В
регионе распространены выщелоченные и
типичные рендзины, на которых произрастают продуктивные лесные насаждения (III класс бонитета) с богатым подлеском и
живым напочвенным покровом. Древостои
на рендзинах часто менее устойчивы к ветровалу, что связано с близким залеганием
плотных карбонатных слоев (50-60 см). В
известняки плохо проникают корни растений.
Аллювиальные луговые легкоглинистые почвы изучены в пойме реки Свияга.
Характерные признаки: хорошо разложившаяся лесная подстилка, комковатозернистый тяжелосуглинистый перегнойноаккумулятивный горизонт темно-серого цвета с сизоватыми тонами; довольно мощный
гумусовый слой (29-31 см); слабая ореховатость в иллювиальном горизонте; наличие
гумусовых затеков и частых мелких корневин в почвообразующей породе – желтовато-бурой аллювиальной глине; влажноватость нижних горизонтов. Содержание гумуса в верхнем горизонте составляет 5,58,5%, что связано с интенсивно идущим дерновым процессом. Значительному гумусонакоплению способствуют высокое содержание в верхних горизонтах тонкодисперсных
частиц и интенсивный биологический круговорот веществ в лесных биогеоценозах,
богатство опада зольными элементами. В
нижних слоях аллювиальных почв количество перегноя снижается до 0.2-0.6%. В аллю-
обнаружены преимущественно серые лесные почвы, реже темно-серые и светлосерые лесные. Рассмотренные почвы являются профильно-дифференцированными по
элювиально-иллювиальному типу. От светло-серых к темно-серым лесным почвам
характерно повышение насыщеннности гумусом (от 3-4% до 9-11%), снижение степени дифференциации профиля. Присуще биогенное накопление в гумусовом горизонте
обменных оснований, подвижных соединений фосфора и калия. Серые лесные почвы
обогащены основаниями, элементами питания, имеют среднесуглинистый и тяжелосуглинистый гранулометрический состав верхних горизонтов, хорошую водопрочную
структуру (табл). Коэффициент структурности в верхних гумусовых горизонтах достигает до 2,7-3,4. С лесоводственной точки
зрения изученные серые лесные почвы имеют благоприятные физические и физико–
химические свойства.
Бурозёмы. В результате многолетних
исследований выявлено, что и в Среднем
Поволжье значительное распространение
имеют бурозёмы (Газизуллин, 1993,1995;
Газизуллин, Сабиров, 1997; Сабиров, Газизуллин, 2001). Выделены коричнево-бурые
лесные тяжелосуглинистые почвы на пермских красноцветных отложениях (часто обогащенные карбонатами) и бурые лесные
супесчаные и песчаные почвы на древнеаллювиальных супесчано-песчаных отложениях, подстилаемые суглинистыми породами.
В северных районах Предволжья в лесных
экосистемах выявлены коричнево-бурые
лесные оподзоленные, коричнево-бурые
лесные типичные и коричнево-темно-бурые
лесные почвы на элювиальных и элювиально-делювиальных отложениях пермской
системы. Данным почвам характерна слабая
дифференциация профиля по гранулометрическому и химическому составу. В коричнево–бурых лесных оподзоленных почвах более выражена дифференциация профиля, относительное обеднение верхних
горизонтов илом и полуторными оксидами.
В этих почвах совмещаются процессы буроземообразования и оподзоливания, последнее связано с поверхностным переувлажнением.
Коричнево-бурые лесные почвы имеют
рыхлое сложение верхних горизонтов, переходящую в плотное в нижних горизонтах;
выраженную структуру, высокую гумуфицированность и обеспеченность обменными
основаниями, элементами питания, имеют
благоприятные физические свойства. Данные почвы в регионе обладают хорошим
водно-воздушным режимом, оптимальными
лесорастительными свойствами, высоким
113
Вестник Казанского ГАУ № 1(31) 2014
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
Таблица – Структурный состав почв лесных биогеоценозов
Горизонт
и глубина, см
А1 5-15
А1А2 17-25
А2В 26-36
Вt1 47-57
А11 7-17
А111 29-39
АВ 51-61
Размер структурных отдельностей, мм; содержание фракций,%
>10
10-7
7-5
5-3
3-2
2-1
1-0.5
0.5-0.25
<0.25
Серая лесная среднесуглинистая на лессовидных суглинках (разрез 1)
22,4 8,2
19,9 18,0
4,3
13,3
6,2
3,2
4,5
38,8 7,2
11,0 13,4
5,5
8,0
4,6
2,3
9,2
51,2 14,8
11,2 11,1
2,6
4,9
1,6
0,6
2,0
54,5 13,0
12,7 9,3
2,5
4,4
1,4
0,5
1,7
Темно-серая лесная тяжелосуглинистая на облессованных суглинках (разрез 4)
20,0 10,8
19,0 18,8
5,6
13,8
6,4
2,9
2,7
33,1 8,6
16,0 9,3
4,4
12,1
7,8
4,2
4,5
46,0 12,7
13,4 13,2
4,1
6,9
2,2
0,7
0,8
К1 х
2,7
1,1
0,9
0,8
3,4
1,7
1,1
Коричнево-бурая лесная оподзоленная среднесуглинистая на карбонатных пермских породах (разрез 9)
А1 8-18
А1А2 24-34
А2В 41-51
10,4
33,0
48,8
7,3
8,7
9,6
11,6
10,5
8,3
14,7
11,1
7,8
7,4
4,8
3,4
14,0
9,4
5,5
10,2
5,6
3,4
6,3
3,0
1,7
18,1
13,9
11,5
2,5
1,1
0,7
Рендзина выщелоченная тяжелосуглинистая на пермских мергелях (разрез 10)
А11 6-16
А111 26-36
АВ 45-55
1,9
3,1
24,3
2,9
3,7
10,4
4,8
13,5
17,3
32,2
25,9
22,2
20,6
19,1
8,9
27,7
23,1
10,6
7,2
7,5
4,4
1,5
2,4
1,2
1,2
1,7
0,7
31,3
19,8
3,0
Рендзина типичная тяжелосуглинистая на пермских известняках (разрез 21)
А1 6-16
4,8
8,0
18,0 36,9
13,7 11,0
4,6
1,6
1,4
АВ 28-38
11,0 5,8
11,3 22,5
13,0 17,7
11,4
4,6
2,7
ВСса 51-61
14,3 8,8
13,9 15,6
11,1 16,7
11,8
4,9
2,9
Аллювиальная луговая тяжелосуглинистая на аллювиальных отложениях (разрез 13)
А11 2-12
4,1
3,1
9,1
23,0
14,6 24,3
12,4
4,9
4,5
4,4
2,3
6,7
17,5
11,0 26,4
18,5
7,8
5,4
А111 13-23
АВ 28-38
18,7 3,6
7,7
14,7
9,7
24,4
14,1
4,4
2,7
15,1
6,3
4,8
10,6
9,2
3,7
Аллювиальная дерновая легкоглинистая на аллювиальных отложениях (разрез 18)
А11 3-13
А111 15-25
АВ 30-40
5,9
18,3
68,6
8,7
12,9
8,1
17,7
17,0
7,6
30,2
23,2
7,8
14,8
11,0
2,6
14,6
11,6
3,7
5,6
4,2
1,2
1,6
1,1
0,3
0,9
0,7
0,1
13,7
4,3
0,5
К1 х – коэффициент структурности
виальной луговой почве соединениями фосфора и калия обогащен гумусовый слой. Наблюдается периодическое затопление талыми водами, что негативно отражается на продуктивности и состоянии древостоев: снижается
класс бонитета, возрастает фаутность деревьев. Для формирования устойчивых и высокопродуктивных лесных фитоценозов в ряду
аллювиальных почв более пригодны разновидности с хорошим дренажём.
Сосновые и еловые экосистемы имеют
среднеразложившуюся подстилку типа модер
и муль-модер, липовые, дубовые, березовые,
ивовые и осиновые биогеоценозы – сильноразложившуюся подстилку типа муль, что характеризует интенсивный биологический круговорот веществ в лесных экосистемах.
Заключение. Почвенный покров прибрежных лесов Предволжья характеризуется
сложным
составом,
что
связано
с
разнообразием
почвообразующих
пород,
условиями увлажнения, различным влиянием
на почвообразование хвойных и лиственных
лесных формаций. Коричнево-бурые лесные и
серые лесные почвы региона обладают
наиболее
высокими
лесорастительными
свойствами, способствуют формированию
продуктивных
и
устойчивых
лесных
фитоценозов с богатым флористическим
составом. Различное сочетание элементов
рельефа,
плодородия
почв,
условий
увлажнения в прибрежных территориях
обеспечивают биологическое разнообразие
растительности на уровне видов и экосистем.
Сохранение
и
восстановление
лесных
насаждений должно определяться с учетом
выполняемых ими экологических функций, в
соответствии лесорастительным условиям.
Возрастание влияния антропогенной нагрузки
на лесные экосистемы региона отражается на
состоянии почвенного покрова.
114
Вестник Казанского ГАУ № 1(31) 2014
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
Литература
1. Физико-географическое районирование Среднего Поволжья/ Под ред. А.В. Ступишина.–
Казань: Изд-во КГУ, 1964.-197 с.
2. Шакиров К.Ш., Арсланов П.А. Почвы широколиственных лесов Предволжья. – Казань:
Изд-во КГУ, 1982. – 176 с.
3. Газизуллин А.Х. Почвенно-экологические условия формирования лесов Среднего Поволжья. Т.1: Почвы лесов Среднего Поволжья, их генезис, систематика и лесорастительные свойства: Научное издание. – Казань: РИЦ «Школа», 2005. – 496 с.
4. Сабиров А.Т., Газизуллин А.Х. Почвенно-экологические условия произрастания еловых и
пихтовых фитоценозов Среднего Поволжья.- Казань: Изд-во «ДАС», 2001.- 207 с.
5. Газизуллин А.Х., Сабиров А.Т. Бурозёмообразование и псевдооподзоливание в почвах лесов Среднего Поволжья и Предуралья. Йошкар-Ола: МарГТУ,1997. - 204 с.
6. Сабиров А.Т., Жубрин Д.С., Ульданова Р.А. Почвенно-экологические факторы формирования прибрежных лесов//Наследие И.В.Тюрина в современных исследованиях в почвоведении:
Материалы Международной научной конференции. Казань, 15-17 октября 2013 г. – Казань: Издво «Отечество» , 2013. С. 148-151.
7. Карпаческий Л.О. Экологическое почвоведение.– М.: ГЕОС, 2005.-336 с.
8.Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А.
Методы исследования физических свойств
почв.– М.: Агропромиздат, 1986.– 416 с.
9. Зонн С.В. Почва как компонент лесного биогеоценоза// Основы лесной биогеоценологии.– М., 1964.– С. 372-457.
10. Карпачевский Л.О. Пестрота почвенного покрова в лесном биогеоценозе.– М.: Изд-во
МГУ, 1977.– 312 с.
11. Ковда В.А. Основы учения о почвах.– М: Наука, 1975,– Кн.1– 448 с.; Кн.2.– 468 с.
Сведения об авторах:
Жубрин Денис Сергеевич – соискатель кафедры таксации и экономики лесной отрасли
Сабиров Айрат Тагирзянович – доктор биологических наук, профессор, Tasat@list.ru
ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет», г.Казань, Россия
——————————————————————————————————————SOIL CONDITIONS OF FOREST VEGETATION GROWTH OF NORTHERN VOLGA
Zhubrin D.S., Sabirov A.T.
Abstract. Conducting soil studies are relevant in determining the subordination of forest types and biodiversity
of vegetation to soil taxa, in determining the dependence of basic forest stand productivity from soil conditions, in
creating a land registry and economic assessment of forest land, in studying the soil evolution of forest plantations
under the impact of anthropogenic influences. Soil is the most important environmental factor in shaping the productivity and biodiversity of forest phytocenosis. The study of forest soils is also important in terms of basic research of their genesis, evolution. The article presents the results of research of soil conditions of vegetation growth
of forest ecosystems of northern regions of Volga of the Republic of Tatarstan. The main types of forest soils are
characterized in the paper. The studied forest formations grow on various soils on genesis and forest vegetation
properties: sod-podzol, gray forest, brown forest, brown forest sandy, alluvial meadow, rendziny soil. The granulometric structure of soils varies from sandy to the clay. The well structured soils are formed on loamy layers under
forest phytocenosis canopy. Pine and spruce ecosystems have a medi-decomposed litter of moder and multi-moder
types; linden, oak, birch and aspen biogeocoenoses have strong-decomposed litter of multi type, that characterizes
the intense biological cycle of substances in forest ecosystems. The wide range of place conditions of territories
causes the biological diversity of forest vegetation at the level of species and ecosystems.
Key words: the Volga region of the Republic of Tatarstan, soil of forest ecosystems, soil structure, vegetation
biodiversity.
References
1. Fiziko-geograficheskoe raionirovanie Srednego Povolzhya. [Physical and geographical regionalization of the
Middle Volga] / Edited by A.V. Stupishin - Kazan: Izd-vo KGU, 1964. - P. 197.
2. Shakirov K.Sh., Arslanov P.A. Pochvy shirokolistvennykh lesov Predvolzhya. [The soil of deciduous forests
of the Volga region]. - Kazan: Izd-vo KGU, 1982. – P. 176.
3. Gazizullin A.Kh. Pochvenno-ekologicheskie usloviya formirovaniya lesov Srednego Povolzhya. Pochvy lesov
Srednego Povolzhya, ikh genezis, sistematika i lesorastitelnye svoystva. [Soil and ecological conditions of woods
formation of the Middle Volga. Vol.1: Soil of the Central Volga woods, their genesis, systematization and forest
vegetation properties: scientific edition]. – Kazan: RITS “Shkola”, 2005. – P. 496.
4. Sabirov A.T., Gazizullin A.Kh. Pochvenno-ekologicheskie usloviya proizrastaniya elovykh i pikhtovykh fitotsenozov Srednego Povolzhya. [Soil and ecological conditions of growth fir-tree and fir phytocenosis of Middle
Volga region]. – Kazan: Izd-vo “DAS”, 2001. - P. 207.
115
Вестник Казанского ГАУ № 1(31) 2014
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
5. Gazizullin A.Kh., Sabirov A.T. Burozemoobrazovanie i psevdopodzolivanie v pochvakh lesov Srednego Povolzhya i Preduralya. [Brown soil formation and pseud-podzolling in soils of the Middle Volga and the Urals
woods]. Yoshkar-Ola: МаrGTU, 1997. - P. 204.
6. Sabirov A.T., Zhubrin D.S., Uldanova R.A. Pochvenno-ekologicheskie faktory formirovaniya pribrezhnykh
lesov. Nasledie I.V. Tyurina v sovremennykh issledovaniyakh v pochvovedenii: Materialy Mezhdunarodnoy konferentsii. (Soil and ecological factors of the coastal woods formation. I.V.Tyurin’s heritage in modern researches of
soil science: Proceedings of the International scientific conference). Kazan, October 15-17, 2013 – Kazan: Izd-vo
“Otechestvo”, 2013. P. 148-151.
7. Karpacheskiy L.O. Ekologicheskoe pochvovedenie. [Ecological soil science]. – M.: GEOS, 2005. - P. 336.
8. Vadyunina A.F., Korchagina Z.A. Metody issledovaniya fizicheskikh svoystv pochv. [Research methods of the
soil physical properties]. – M.: Agropromizdat, 1986. – P. 416.
9. Zonn S. V. Pochva kak komponent lesnogo biogeotsenoza. // Osnovy lesnoy biogeotsenologii. [Soil as a component of a forest biogeocenosis. // Forest biogeocenology fundamentals]. – M, 1964. – P. 372-457.
10. Karpachevskiy L.O. Pestrota pochvennogo pokrova v lesnom biogeotsenoze. [Colours of soil cover in a
forest biogeocenosis]. – M.: Izd-vo MGU, 1977. – P. 312.
11. Kovda V.A. Osnovy ucheniya o pochvakh. [Soils fundamentals]. – М: Nauka, 1975, – Book 1 – P. 448;
Book 2. – P. 468.
Authors:
Zhubrin Denis Sergeevich – competitor of the Forestry taxation and economics Department
Sabirov Ayrat Tagirzyanovich – Doctor of Biological Sciences, professor, е-mail: Tasat@list.ru
Kazan State Agrarian University, Kazan, Russia
116
Вестник Казанского ГАУ № 1(31) 2014