Изменение эдафических условий и формирование древостоев после осушения земель

Осушение оказывает сильное воздействие на почву и почвенные процессы. На гидроморфных почвах до осушения процессы почвообразования протекают в условиях высокого положения грунтовых вод. Это благоприятствует развитию преимущественно гидрофитных растений и формированию соответственных фитоценозов. После осушения грунтовые воды понижаются. На торфяных почвах, характеризующихся высокой порозностью при значительном количестве крупных пор, приток влаги к верхним горизонтам почвы значительно уменьшается. Улучшается аэрация верхних горизонтов почвы. Увеличивается поступление в почву кислорода. Осушенные земли лучше прогреваются. На осушенных болотах прекращается или замедляется торфообразование и начинается образование почвы. Процесс почвообразования происходит медленно, но постоянно. На развитых верховых болотах до осушения почвенный горизонт отсутствует. Исследования на осушенных верховых болотах показали начало формирования почвенного горизонта через 10-15 лет после осушения. С появлением древостоя за счет опада древесных растений образуется лесная подстилка и формируется грубогумусный горизонт. Исследования в сосновых насаждениях на осушенных верховых болотах через 25 лет после осушения выявили наличие почвенного горизонта и лесной подстилки мощностью до 5 см. На болотах в Лисицо через 130-140 лет после осушения сформировались перегнойно-глеевые почвы, т.е. типичные почвы лесов таежной зоны. Мощность почвенного горизонта достигала 30-40 см. Грунтовые воды летом понижаются до глубины 50-60 см. Характерным для осушенных торфяных почв является почти полное отсутствие кислорода в грунтовых водах и высокое содержание углекислоты в почвенном воздухе. Концентрация СО₂ увеличивается по мере увеличения степени разложения торфа. По нашим исследованиям (Лекция 5), на осушенных переходных болотах концентрация СО₂ в слое 0-10 см достигала 3-5 %, увеличиваясь с глубиной до 5-7% и более. Высокие концентрации СО₂ являются показателем активной микробиологической деятельности в почве и следствием ее недостаточной аэрации из-за высокой влажности и малой порозности аэрации. Эдафические условия оказывают определяющее влияние на возникновение и формирование древостоя.

Естественное возобновление леса на избыточно увлажненных и заболоченных землях часто происходит неудовлетворительно. Это объясняется избытком воды, приводящим к загниванию семян и вымоканию всходов. Существенной причиной гибели семян на болотах является слабая насыщенность болотной воды кислородом. В наших опытах для выявления влияния кислорода на изменения всхожести семян в грунт верхового болота на глубину 10 и 25 см были заложены пробы семян сосны. Среднее содержание кислорода в воде на глубине 10 см составляло 0,51 мг/л (5-6% от нормы), на глубине 25 см кислород отсутствовал. Всхожесть семян через 16 дней опыта составляла 63 и 58%, через 32 дня - 42 и 37 %, через 45 дней из семян, хранившихся на глубине 10 см, всхожих было 33%, на глубине 25 см - 16%. Г.Е.Пятецким установлено, что снижение всхожести происходит быстрее при повышенных температурах, поскольку с повышением температуры снижается растворимость кислорода в воде и увеличивается его потребление.

Неудовлетворительно происходит и развитие всходов на болотах. Опытные посевы на верховом болоте показали, что всхожесть семян сосны достигает 95-98%. Однако к середине вегетационного периода по мере понижения грунтовых вод происходит иссушение верхнего слоя торфа, и вследствие слабого капиллярного подъема влаги всходы погибают. Всходы сохраняются только в сырые годы.

Гибели всходов способствует и рост сфагновых мхов. М.П.Елпатьевским [7] установлено, что при посевах сосны нарастание сфагнумов в высоту по 0,5 см в год в течение 3 лет вызывает гибель 60% сеянцев, а при нарастании со скоростью 3-5 см в год погибает их за этот же период 98%.

Гидромелиорация болот ускоряет возобновление леса прежде всего вследствие понижения грунтовых вод. Положительное влияние гидромелиорации объясняется уплотнением торфа при его осадке после отвода воды, что усиливает капиллярный подъем влаги к поверхности почв. Обследования естественного возобновления и роста молодняка на безлесном верховом болоте через 12 лет после осушения показали, что здесь в среднем на 1га насчитывалось 112 экз. сосны и 154 - березы. На богатых переходных болотах происходит интенсивное естественное возобновление. Например, в Тосненском лесничестве при обследовании вырубки на переходном болоте в 1970 г. не было всходов. Обследованием 1976 г. установлено 6-7 тыс. экз. сосны на 1 га и 5-6 тыс. - березы. Рубка ухода (осветление), проведенная в 1976 г., обеспечила здесь формирование сомкнутого соснового древостоя.