LIMITS AND REASONS OF VARIABILITY OF HUMUS STOCK IN THE SOILS OF MIDDLE VOLGA FORESTS
Abstract
Introduction. Humus stock is one of the most important characteristic of soil, it indicates to the genesis of soil, its maturity degree, accumulated potential of fertility, degree of disturbance, as well as the reliability of functioning of all the ecosystem. The interest to the problem of humus stock assessment has significantly increased in the late decades which is due to the increasing degradation of arable lands and global warming caused by disturbance of biological cycle of matters and densification of carbon dioxide to the atmosphere. Soil is a very important container for the carbon dioxide. The goal of the research is to determine the limits and to reveal the regularities of variability of humus content and stock in the soils of Middle Volga forests based on the statistical processing of vast digital information from various source of literature, and to reflect the existing dependences as mathematical equations, improving the accuracy of humus assessment. Material and research technique. Some personal data and study materials of various authors, given in the biogeocenoses of Middle Volga Region were used in the paper. On the basis of the data, an e-database was established. The information about humus content and some other indices of soil status in 1621 samples, taken in 330 soil cuts, contains in the e-database. Digital material was processed on a computer using standard methods of mathematical statistics and conventional application software programs. Results and discussion. The limits and reasons for variability of content and stock of humus in the soils of forest biogeocenoses of Middle Volga Region were determined. It was demonstrated that the value of these indices depended on the S-value, which was functionally related to the content of physical clay in the soil. Some relevant empiric equations, reflecting nature of the change of humus content in the gradient of cut of various types of soil, were given. Real-life laws of vertical distribution of humus and maximum saturation of soil with it are shown in the equations. Some new parameters, making it simple to estimate the level of saturation of soils with humus and to implement potential possibilities to accumulate humus stock are offered. Use of the new parameters in the research will make it possible to assess the influence of plant formation on the soil forming process and the nature of economic use of lands more objectively. Conclusion. Humus stock in the soils is the evidence of the age of soils and the speed of biological cycle. In the context of sustainable aeonic evolution of biogeocenoses, humus stock will be on some optimum level, which is determined with physical and geographical factors. Establishment of electronic public data bases and complete coordination of soil typology with biogeocenotical and landscape typologies (there is practically no such typologies) is urgent to reveal new regularities of structural organization and development of soils as well as to improve the accuracy of humus stock assessment.
Keywords
Full Text:
PDF (Russian)References
Карпачевский Л. О. Лес и лесные почвы. М.: Лесная промышленность, 1981. 264 с.
Карпачевский Л. О. Экологическое почвоведение. М.: Геос, 2005. 336 с.
Ковда В. А. Основы учения о почвах. Кн. 1. М.: Наука, 1973. 448 с.
Тейт Р. Органическое вещество почвы. М.: Мир, 1991. 400 с.
Кудеяров В. Н. Роль почв в круговороте углерода // Почвоведение. 2005. № 8. С. 915-923.
Заварзин Г. А., Кудеяров В. Н. Почва как главный источник углекислоты и резервуар органического углерода на территории России // Вестник РАН. 2006. № 76 (1). C. 14-29.
Тюрин И. В. Органическое вещество почв и его роль в почвообразовании и плодородии. Л.: Сельхозгиз, 1937. 268 с.
Ваксман С. А. Гумус: происхождение, химический состав и значение в природе. М.: Сель-хозгиз, 1937. 471 с.
Роде А. А. Почвообразовательный процесс и эволюция почв. М.: Географгиз, 1947. 142 с.
Иенни Г. Факторы почвообразования. М.: Изд-во иностранной литературы, 1948. 347 с.
Емельянов И. И. К вопросу о географических закономерностях гумусообразования в почвах Казахстана // Почвоведение. 1953. № 9. С. 40-48.
Волобуев В. Р. Почвы и климат. Баку: АН АзССР, 1953. 320 с.
Кононова М. М. Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы изучения. М.: АН СССР, 1963. 314 с.
Афанасьева Е. А. Черноземы Среднерусской возвышенности. М.: Наука, 1966. 222 с.
Смирнов В. Н. Почвы Марийской АССР, их генезис, эволюция и пути улучшения. Йошкар-Ола: Маркнигоиздат, 1968. 532 с.
Гумус почв Волжско-Камской лесостепи и его роль в плодородии / М.А. Винокуров, А.В. Колоскова, Г.И. Сперанская и др. Казань: КГУ, 1972. 132 с.
Бахмет О. Н. Особенности органического вещества почв в лесных ландшафтах Карелии // Лесоведение. 2012. № 2. С. 19-27.
Александрова Л. Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука, 1980. 288 с.
Пономарева В. В., Плотникова Т. А. Гумус и почвообразование. Л.: Наука, 1980. 222 с.
Stevenson F. I. Humus Chemistry: Genesis, Composition, Reactions. N.Y.: John Wiley & Sons, 1982. 443 p.
Орлов Д. С., Бирюкова О. Н. Гумусное состояние почв как функция их биологической активности // Почвоведение. 1984. № 8. С. 40-49.
Гришина Л. А. Гумусообразование и гумусное состояние почв. М.: МГУ, 1986. 242 с.
Орлов Д. С., Бирюкова О. Н., Суханова Н. И. Органическое вещество почв Российской Федерации. М.: Наука, 1996. 256 с.
Soil carbon pools and world life zones / W. M. Pos, W. R. Emanuel, P. J. Zinke et al. // Nature. 1982. Vol. 298. No 5870. Pp. 156-157.
Schlesinger W. H. Soil organic matter: a source of atmospheric CO2 // The Role of terrestrial vegetation in the global carbon cycle. Scope 23. N.Y.: John Wiley & Sons, 1984. P. 111-127.
Schlesinger W. H., Andrews J. A. Soil respiration and global carbon cycle // Biogeochemistry. 2000. Vol. 48. P. 7-20.
Колоскова А. В., Гилязова С. М., Сакаева. А. Х. Гумусное состояние почв Волжско-Камской лесостепи. Казань: Изд-во Казанского университета, 1985. 140 с.
Vinson T. S., Kolchugina T. P. Pools and fluxes of biogenic carbon in the Former Soviet Union // Water, Air and Soil Pollution. 1993. No 70. Pp. 223–237.
Запасы органического углерода в почвах Западной Сибири / А. А. Титлянова, Г. И. Булавко, Н. П. Миронычева-Токарева и др. // Почвоведение. 1994. № 10. С. 49-53.
Титлянова А. А., Наумов А. В. Потери углерода из почв Западной Сибири при их сельско-хозяйственном использовании // Почвоведение. 1995. № 11. С. 1357-1362.
Bird M. I., Santrruchkova Y, Lloyd J. et al. The global soil organic carbon pool // Global biogeo-chemical cycles in the climate system. N.Y.: Academ-ic press, 2001. P. 185-200.
Титлянова А. А., Чупрова В. В. Изменение круговорота углерода в связи с различным ис-пользованием земель (на примере Красноярского края) // Почвоведение. 2003. № 2. С. 211-219.
Распределение запасов органического углерода в почвах лесов России / О. В. Честных, Д. Г. Замолодчиков, А. И. Уткин и др. // Лесоведение. 1999. № 2. С. 13-21.
Честных О. В., Замолодчиков Д. Г., Уткин А. И. Общие запасы биологического углерода и азота в почвах лесного фонда России // Лесоведение. 2004. № 4. С. 30-42.
Martens D. A., Reedy T. E., Lewis D. T. Soil organic carbon content and composition of 130 year crop, pasture and forest land use managements // Global Change Biology. 2004. No 10. P. 65–78.
Бахмет О. Н. Запасы углерода в почвах сосновых и еловых лесов Карелии // Лесоведение. 2018. № 1. С. 48-55.
Запасы органического углерода в почвах России / Д. Г. Щепащенко, Л. В. Мухортова, А. З. Швиденко и др. // Почвоведение. 2013. № 2. С. 123-132.
Динамика содержания гумуса и его запасов в почвах Республики Татарстан / А. Б. Александрова, Д. В. Иванов, В. В. Маланин и др. // Российский журнал прикладной экологии. 2015. № 3. С. 13-17.
Болотина Н. И. Запасы гумуса и азота в основных типах почв СССР // Агрохимическая характеристика почв СССР: Почвенно-агрохимическое картирование. М.: Наука, 1976. С. 187-202.
Кононова М. М. Органическое вещество и плодородие почв // Почвоведение. 1984. № 8. С. 6-20.
Buringh P. Organic carbon in Soils of the World // The Role of terrestrial vegetation in the global carbon cycle. Scope 23. N.Y.: John Wiley & Sons., 1984. P. 91-109.
Eswaran H., Van den Berg E., Reich P. Organic carbon in soils of the world // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1993. Vol. 57. P. 192-194.
Исаев А. С., Коровин Г. Н. Углерод в лесах Северной Евразии // Круговорот углерода на тер-ритории России. М.: Наука, 1999. С. 63-95.
Добровольский Г. В., Трофимов С. Я., Седов С. Н. Углерод в почвах и ландшафтах Северной Евразии // Круговорот углерода на территории России. М.: Наука, 1999. С. 233-270.
Stolbovoi V. Carbon in Russia Soils // Climatic Change. 2002. Vol. 55. No 1-2. Рp. 131-156.
Stolbovoi V. Soil carbon in the forests of Russia // Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change. 2006. No 11. Pp. 203-222.
Замолодчиков Д. Г., Коровин Г. Н., Гитарский М. Л. Бюджет углерода управляемых лесов Российской Федерации // Лесоведение. 2007. № 6. С. 23-34.
Пулы и потоки углерода в наземных эко-системах России / В.Н. Кудеяров, Г.А. Заварзин, С.А. Благодатский и др. М.: Наука, 2007. 315 с.
Николаишвили Д. А., Мачавариани Л. Г. Запас гумуса и некоторые особенности его распределения в ландшафтах Грузии // Почвоведение. 2010. № 1. С. 47–57.
Почвы Чувашской Республики / И.В. Тюрин, С.И. Андреев, Л.Т. Земляницкий и др. М.-Л.: АН СССР, 1935. 304 с.
Шакиров К. Ш. Влияние различных лесных насаждений на почвообразовательный процесс. Казань: Изд-во Казанского университета, 1961. 64 с.
Шакиров К. Ш., Арсланов П. А. Почвы широколиственных лесов Предволжья. Казань: Изд-во Казанского университета, 1982. 176 с.
Винокуров М. А., Гришин П. В. Лесные почвы Татарии. Казань: Изд-во Казанского университета, 1962. 70 с.
Миронов Н. А. Зависимость между свойствами почв и составом смешанных насаждений // Научные доклады высшей школы. Биологические науки. 1964. № 1. С. 199-204.
Смирнов В. Н. О почвообразовании на песках в условиях лесной зоны Среднего Поволжья // Поволжский лесотехнический институт. Сборник трудов № 58. Йошкар-Ола: Марийское кн. изд-во, 1967. Вып. 3. С. 138-162.
Усынина В. А., Иванова Е. И. Валовой химический состав главнейших почв Марийской АССР // Поволжский лесотехнический институт. Сборник трудов № 58. Йошкар-Ола: Марийское кн. изд-во, 1967. Вып. 3. С. 179-193.
Захаров К. К. Почвы широколиственных лесов юго-восточной части Чувашской Республики // Рациональное лесопользование и защита лесов в Среднем Поволжье. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003. С. 142-145.
Бажин О. Н. Свойства бурых лесных почв и их влияние на рост культур сосны и ели // Рациональное лесопользование и защита лесов в Среднем Поволжье. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003. С. 145-150.
Газизуллин А. Х. Почвенно-экологические условия формирования лесов Среднего Поволжья. Т. 1: Почвы лесов Среднего Поволжья, их генезис, систематика и лесорастительные свойства. Ка-зань: РИЦ «Школа», 2005. 496 с.
Дунаева Т. Ю. Почвенно-экологические условия произрастания насаждений липы Предкамья Республики Татарстан // Современные проблемы почвоведения и экологии. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2006. Ч. 1. С. 150-156.
Пуряев А. С., Газизуллин А. Х. Защитные лесные насаждения Республики Татарстан и почвенно-экологические условия их произрастания. Казань: КГАУ, 2011. 176 с.
Демаков Ю. П., Исаев А. В., Нуреев Н. Б. Вариабельность плотности сложения почв в лесных биогеоценозах Среднего Поволжья // Научные труды государственного природного заповедника «Большая Кокшага». Йошкар-Ола: ПГТУ, 2017. Вып. 8. С. 44-55.
Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М.: Статистика, 1973. 392 с.
Гринин А. С., Орехов Н. А., Новиков В. Н. Математическое моделирование в экологии. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. 269 с.
Динамика запасов углерода в почвенном ярусе лесной таежной экосистемы / Л. Н.Шихова, О. А.Зубкова, Е. А. Русских и др. // Вестник Удмуртского государственного ун-та. Сер.: Биология. Науки о Земле. 2011. Вып. 4. С. 31-39.
Шихова Л. Н., Лисицын Е. М. Динамика содержания и запасов углерода гумуса в пахотных подзолистых почвах подзоны южной тайги Кировской области // Вестник Удмуртского университета. Сер.: Биология. Науки о Земле. 2014. Вып. 2. С. 7-13.
Ткаченко М. Е. Влияние отдельных пород деревьев на почву // Почвоведение. 1939. № 10. С. 3-17.
Зонн С. В. Влияние леса на почвы. М.: АН СССР, 1954. 160 с.
Моделирование развития искусственных лесных биогеоценозов / Шугалей Л.С., Семечкина М.Г., Яшихин Г.И. и др. Новосибирск: Наука, 1984. 152 с.
Шугалей Л. С. Моделирование процессов влияния основных древесных пород на почву // Исследование и моделирование почвообразования в лесных биогеоценозах. Новосибирск: Наука, 1979. С. 79-158.
Шугалей Л. С. Воздействие лесных культур на антропогенные почвы котловин юга Средней Сибири // Почвоведение. 1996. № 4. С. 411-421.
Исаев А. В. Формирование почвенного и растительного покрова в поймах речных долин Марийского Полесья (на примере территории за-поведника «Большая Кокшага»). Йошкар-Ола: МарГТУ, 2008. 240 с.
Изменение параметров луговой аллювиальной почвы под влиянием лесной растительности / Ю. П. Демаков, А. В. Исаев, И. И. Митякова и др. // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2016. № 3 (31). С. 59-76.
Демаков, Ю. П., Исаев А. В., Митякова И. И. Почвы лесопарка «Дубовая роща»: строение, свойства, развитие // Научные труды государственного природного заповедника «Большая Кокшага». Йошкар-Ола: ПГТУ, 2017. Вып. 8. С. 115-168.
Влияние растительности на лабильные характеристики лесных почв зандровых местностей заповедника «Брянский лес» / А.И. Казакова, А.А. Семиколенных, А.В. Горнов и др. // Вестник Московского университета. Сер. 17. Почвоведение. 2018. № 3. С. 9-15.
Смирнов В. Н. Запасы гумуса, азота, лег-корастворимых фосфора и калия в метровом слое дерново-подзолистых суглинистых и супесчаных почв и их распределение по генетическим горизонтам // Поволжский лесотехнический институт. Сборник трудов № 49. Йошкар-Ола: ПЛТИ, 1953. С. 50-52.
Риклефс Р. Основы общей экологии. М.: Мир, 1979. 424 с.
Refbacks
- There are currently no refbacks.