Строение корневых систем лиственницы Сукачева и сосны обыкновенной на инсолируемых крутосклонах Бугульмино-Белебеевской возвышенности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Строение корневых систем лиственницы Сукачева и сосны обыкновенной на инсолируемых крутосклонах Бугульмино-Белебеевской возвышенности

Зайцев Г.А., Кулагин А.Ю., Гильманова Г.Р.

лесорастительный почвенный эрозионный крутосклон

На крутосклонах формируются экстремальные лесорастительные условия из-за большого угла наклона (более 20 градусов), маломощного почвенного покрова, избытка солнечного света (особенно склоны южной и восточной экспозиций), недостатка влаги, что приводит к развитию интенсивных эрозионных процессов. Древесные растения, при произрастании на склонах выполняют почвозащитные функции, препятствуя развитию эрозионных процессов. С увеличением крутизны склонов и инсоляции экологическая роль древесных растений возрастает. При создании защитных насаждений на крутосклонах следует учитывать эколого-биологические особенности древесных растений. Устойчивость древесных растений и их почвозащитные функции зависят от особенностей строения корневых систем. Если особенности формирования надземной фитомассы древесных растений при произрастании на склонах изучены достаточно подробно, то практически отсутствуют данные по особенностям формирования корневых систем древесных растений при произрастании на крутосклонах.

С целью изучения устойчивости древесных растений к действию экстремальных лесорастительных условий были проведены работы по изучению строения корневых систем светлохвойных древесных растений на инсолируемых крутосклонах в условиях лесостепной зоны Республики Башкортостан (Бугульмино-Белебеевская возвышенность). Объектами исследования были выбраны лиственница Сукачева (Larix sukaczewii Dyl.) и сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.). Возраст культур - 30 лет (посадка 1973 г.). Район исследования - Туймазинский район Республики Башкортостан (насаждения на южном склоне Райман-горы). Крутизна склона 25-30, экспозиция - южная, террасы шириной 6-8 м с обратным скатом. Формула древостоя: 4Б4С2Лц. Схема смешения в рядах: 1-й ряд - 8Б2С, 2-й ряд - 8С2Лц, расстояние между деревьями в ряду 0,5 м. В подлеске распространены чилига (Caragana frutex (L.) C. Koch.), ива козья (Salix caprea L.), черемуха обыкновенная (Padus avium Mill.). Проективное покрытие кустарникового яруса - 30%. Живой напочвенный покров представлен луговым разнотравьем с элементами степной растительности: короставник полевой (Knautia arvensis (L.) Coult.), звездчатка жестколистная (Stellaria holostea L.), одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Wigg.), гравилат городской (Geum urbanum L.), цикорий обыкновенный (Cichorium inthybus L.), синеголовник плоский (Erynium planum L.), чертополох курчавый (Carduus crispus L.). Проективное покрытие травянистого яруса составляет 60%. В насаждениях отмечено естественное возобновление сосны обыкновенной и лиственницы Сукачева в соотношении 30:1, возобновление приурочено к высоким скатам террасных валов. Среднее количество подроста составляет 5-7 тыс. шт./га.

Закладку и описание пробных площадей проводили по стандартным методикам (Сукачев, 1966; Методы исследования…, 2002). Оценка относительного жизненного состояния (ОЖС) древостоев проводилась по методике В.А. Алексеева (1990). Изучение корневых систем проводилось методом монолитов (Колесников, 1972; Красильников, 1983), монолиты размерами 10х10 см отбирали до глубины 1 м. При разделении корней на фракции использовали следующую дробность: до 1 мм (поглощающие), 1-3 мм (полускелетные, проводящие) и более 3 мм (скелетные, проводящие) (Рахтеенко, 1952). Вес корней определяли в воздушно-сухом состоянии на лабораторных весах Zaklady mechaniki precyzyjnej (Gdansk, Polland). Корненасыщенность почвы определяли на единицу площади горизонтальной поверхности 10 см слоя почвы (г/см2).

Исследования показали, что относительное жизненное состояние насаждений сосны обыкновенной и лиственницы Сукачева оценивается как «здоровое» (индексы ОЖС 85% и 87,5% соответственно). Доля сухостоя сосны в насаждении 0,9%, а лиственницы - 1,9%. Отмирающих деревьев в обоих случаях не обнаружено.

В результате исследования корневых систем установлено, что лиственница Сукачева (рис.1А) на инслориемых крутосклонах формирует более мощную корневую систему по сравнению с сосной обыкновенной (рис.1Б). Корненасыщенность метрового слоя почвы в насаждении лиственницы Сукачева составляет 1193,8 г/м2, сосны обыкновенной - 277,9 г/м2. Основная масса корней сосны обыкновенной располагается в верхних горизонтах почвы (0-30 см), где сосредоточено 65,4% всей массы корней сосны, тогда как в насаждении лиственницы Сукачева на глубине 20-60 см, где сосредоточено 67,6% массы корней лиственницы. Кроме того, в верхнем 30-см слое почвы сосредоточено 58,8% всей массы поглощающих корней, 54,7% полускелетных и 33,8% скелетных корней лиственницы. В насаждениях сосны в том же 30 см слое почвы отмечается 41,1% поглощающих, 60,9% полускелетных и 82,0% скелетных корней.

Рис.1. Корненасыщенность почвы (г/м2) в насаждениях лиственницы Сукачева (Larix sukaczewii Dyl.) (А) и сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) (Б) на инсолируемых крутосклонах Бугульмино-Белебеевской возвышенности

В насаждениях сосны обыкновенной максимальная корненасыщенность почвы поглощающими (12,6 г/м2, 17,2% всех поглощающих корней), полускелетными (31,2 г/м2, 41,0% всех полускелетных корней) и скелетными корнями (50,9 г/м2, 39,5% всех полускелетных корней) отмечается на глубине 0-10 см. В насаждениях лиственницы Сукачева на глубине 0-10 см отмечается максимум поглощающих (39,9 г/м2, 32,6% всех поглощающих корней) и полускелетных корней (33,7 г/м2, 26,9% всех полускелетных корней), максимальная корненасыщенность полускелетными корнями отмечается на глубине 20-30 см (271,9 г/м2, 28,7% всех скелетных корней).

Отмечаются различия в фракционном составе корневых систем сосны обыкновенной и лиственницы Сукачева (таб.). Основную массу корневой системы сосны обыкновенной составляют поглощающие корни (13-80% в зависимости от горизонта почвы в среднем по всему профилю - 43,4%), тогда как в насаждениях лиственницы - скелетные корни, доля которых в общей массе корневой системы в среднем составляет 70,2%. Доля же поглощающих корней в насаждениях лиственницы Сукачева только в верхних горизонтах почвы (0-20 см) выше 20% (23-51%, в среднем по профилю - 14,4%).

В заключении следует отметить, что на инсолируемых крутосклонах Бугульмино-Белебеевской возвышенности лиственница Сукачева формирует более мощную корневую систему по сравнению с сосной обыкновенной, при этом основная масса корней лиственницы приходится на долю скелетных корней, тогда как у сосны - на долю поглощающих корней. За счет особенностей строения корневых систем лиственница Сукачева и сосна обыкновенная на инсолируемых крутосклонах формируют устойчивые насаждения и следовательно успешно выполняют свои почвозащитные функции. Данные древесные породы зарекомендовали себя как перспективные при создания противоэрозионных насаждений в лесостепной зоне на крутосклонах.

Таблица. Фракционный состав корневой системы лиственницы Сукачева (Larix sukaczewii Dyl.) и сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на инсолируемых крутосклонах Бугульмино-Белебеевской возвышенности

Работа выполнена при поддержке Гранта Президента РФ (МК 5076.2006.4) и Российского фонда фундаментальных исследований (гранты №№ 05-04-97901, 05-04-97903, 05-04-97906).

Список литературы

Методы изучения лесных сообществ / Андреева Е.Н., Баккал, И.Ю., Горшков В.В. и др. СПб.: НИИХимии СпбГУ, 2002. 240 с.

Сукачев В.Н. Программа и методика биогеоценологических исследований. - М.: Наука, 1966. - 333 с.

Алексеев В.А. Некоторые вопросы диагностики и классификации поврежденных загрязнением лесных экосистем // Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение. - Л.: Наука, 1990. - С.38-54.

Колесников В.А. Методы изучения корневой системы древесных растений. М.: Лесн. пром-сть, 1972. 152 с.

Красильников П.К. Методика полевого изучения подземных частей растений (с учетом специфики ресурсоведческих исследований). - Л.: Наука, 1983. - 208 с.

Рахтеенко И.Н. Корневые системы древесных и кустарничковых пород. М.: Гослесбумиздат, 1952. 106 с.

Размещено на Allbest.ru