Водопроницаемости почвы при рекреационном уплотнении

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Водопроницаемости почвы при рекреационном уплотнении

Щербина В.Г., - к.б.н. , доцент

Приводятся результаты влияния рекреационных нагрузок на величину водопроницаемости почвы в субтропических буковых биогеоценозах при различном составе и сомкнутости древостоев. Установлено, что показатель водопроницаемости может выступать в роли индикатора рекреационной нагрузки при определенном составе и сомкнутости древостоя.

The effects results influencing recreational loads on quantity waterpermeability a bedrocks in subtropical beech biogeocenoses by at different composition and closeness a treesstands. Set, that the parameter waterpermeability can to come forward in role indicator a recreational load at definite composition and closeness a treesstand.

Введение

Воздействие рекреационного пресса в первую очередь отражается на величине трансформации водно-физических свойств почвы, частным элементом которых является показатель водопроницаемости. Выпадающие осадки под влиянием силы тяжести впитываются и просачиваются по трещинам. В процессе впитывания часть воды заполняет различные поры, другая часть фильтруется в глубинные горизонты, третья часть испаряется с поверхности, а также стекает по склонам, образуя поверхностный сток. Соответственно, чем ниже водопоглащающая способность, тем больше ее остается на поверхности и, следовательно, тем выше эрозионный процент. В результате на крутых склонах усиливается поверхностных сток, возникает эрозия буроземов и других почв [6, 7]. В свою очередь поступающее меньшее количество влаги приводит к снижению продуктивности, как отдельных популяций, так и биогеоценозов в целом [4, 10, 13]. Это говорит о важности исследований в этом направлении, особенно в горных регионах с рекреационной специализацией.

Однако рекреационные ресурсы лесов Черноморского побережья России мало исследованы, а их рациональное использование достаточно не обосновано, несмотря на имеющиеся нормативные документы [6].

Объекты и методы исследования

Исследования проводились в субтропической зоне Черноморского побережья Кавказа в буковых биогеоценозах (букняк самшитовый, лавровишневый, азалиевый, рододендроновый, папоротниковый, разнотравно-ежевиковый, ясменнивый, овсяницевый, мертвопокровный) при различном составе древостоя и сомкнутости основного полога (0,6, 0,8 и 1,0). Исследования проводились в апреле-мае 2005 и 2006 гг. в районах: Нижний Солох-Аул; Верхне-Русское Лоо; Барановка; Липники; Каштаны; Прогресс; Кирово; Большой Кичмай; Красноалександровский; Якорная Щель; Вардане-Верино. почва биогеоценоз рекреационный древостой

При определении уровня рекреационного воздействия (стадий рекреационной дигрессии) использовали градацию по отраслевым стандартам [9].

Для изучения водопроницаемости почв в буковых биогеоценозах применяли отрезки оцинкованных труб ( 10 см) с мерным делением на внутренней стороне. На каждой пробной площадке металлический цилиндр (h=30 см) врезался на глубину 10 см без нарушения поверхности почвы. В оставшуюся часть цилиндра высотой 20 см периодически мерной посудой наполнялась вода и определялось оставшееся ее количество через 60 минут. При 6-кратной повторности водопроницаемость почвы характеризовалась средними арифметическими величинами. По каждому варианту рекреационной нагрузки (стадии рекреационной дигрессии) в одном типе букового биогеоценоза было произведено не менее 72 измерений водопроницаемости почвы.

Полученные результаты и их анализ

Механический состав почв, а также их физические и водные свойства представлены в таблицах 1 и 2 [8]. Для бурых лесных почв под букняками характерна очень малая каменистость - в среднем 1,4% по объему, в том числе частиц крупнее 3 мм - 0,8%. Растительные включения (в основном корни) составляют в среднем 2,1% по объему, а общий объем твердых включений - 3,5% по объему.

Таблица 1 - Механический состав бурых лесных почв под букняками
(усредненные величины в %)

Таблица 2 - Некоторые усредненные показатели физических
и водных свойств бурых лесных почв под буковыми насаждениями

Почвам свойственен тяжелый механический состав. В верхних горизонтах они в основном средне-глинистые, иловато-пылеватые, в нижних - тяжелоглинистые, пылевато-иловатые.

Из результатов исследований впитывающей способности почв следует, что водопроницаемость почвы в буковых биогеоценозах при очень низкой рекреационной нагрузке (I стадия рекреационной дигрессии) достаточно велика. За минуту в среднем впитывается от 2,911 (букняк рододендровый) до 2,336 мм (букняк самшитовый) воды (табл. 3).

Таблица 3 - Водопроницаемость почвы (мм/мин) в буковых биогеоценозах при различной сомкнутости древостоя и рекреационной нагрузке

При появлении рекреационного фактора, в одном и том же типе букового биогеоценоза, но на участках с различной рекреационной нагрузкой, водопроницаемость имеет определенный диапазон варьирования. В среднем, рекреационные нагрузки при II стадии рекреационной дигрессии приводят к снижению почвенной водопроницаемости на 18,9%. При этом, лучшие условия формируются в букняке рододендроновом (снижение на 17,5%), а худшие в букняке мертвопокровном и азалиевом (снижение на 20,3%). Составляя, соответственно 2,403, 2,222 и 2,111 мм/мин.

Увеличение плотности почвы при III стадии рекреационной дигрессии буковых биогеоценозов приводит к снижению впитывающей способности почвы в среднем на 41,9%. При нагрузке, приводящей к IV стадии водопроницаемость снижается на 83,5%, а при V стадии почвенная впитывающая способность уменьшается в среднем на 97,4%.

По мере снижения сомкнутости основного полога от нормальной (1,0) до 0,6, происходит и снижение величины водопроницаемости почвы, составляя, при I стадии дигрессии, в биогеоценозах с древостоем из одного бука от 4,5 (букняк рододендроновый, 10Бк) до 6,5 (букняк азалиевый, 10Бк)%; в биогеоценозах с древостоем из бука и граба - 3,6 (букняк разнотравно-ежевиковый, 9Бк1Грб) - 7,3 (букняк рододендроновый, 6Бк4Грб)%; с древостоем из бука, дуба и граба - 4,8 (букняк самшитовый, 6Бк2Дб2Грб) - 9,9 (букняк папоротниковый, 8Бк1Дб1Грб)%. Следовательно, в биогеоценозах с монодоминантным составом древостоя зависимость водопроницаемости почвы от сомкнутости полога минимальна. В букняках грабовых зависимость возрастает по мере снижения участия бука в древостое, а в букняках дубово-грабовых, напротив, с его увеличением. Данное явление объясняется различиями в величинах влажности почвы [14], пористости и щебнистости [13], ее плотности [5, 8], количестве лесной подстилки [14], концентрации корней в почве [3, 14], участии почвенных беспозвоночных [12, 15], величине развития подлеска [2] и подроста [11].

Снижение впитывающей способности почв приводит к увеличению поверхностного стока. Следовательно, можно считать доказанным, что максимальными противоэрозионными функциями обладают сомкнутые насаждения, обладающие всеми компонентами, присущими лесу [8].

В условиях с большей рекреационной нагрузкой (II-V стадии дигрессии) в биогеоценозах с двумя содоминирующими видами в древостое (бук и граб), лучшие показатели водопроницаемости почвы характерны для сообществ с большей долей граба (6Бк4Грб), а худшие - с меньшим его участием (9Бк1Грб). Составляя по вариантам стадий в среднем для 6Бк4Грб, соответственно 82,7, 60,3, 17,8, 2,8%, а для 9Бк1Грб - 79,7, 57,4, 15,9, 2,5%. При этом, также, как и при I стадии, лучшие условия формируются в букняке рододендроновом, с составом древостоя 6Бк4Грб [11].

В биогеоценозах с тремя содоминирующими видами в древостое (бук, дуб и граб) при II-V стадиях показатель водопроницаемости меньше изменяется в сообществах с большей долей участия дуба (6Бк3Дб1Грб) и более развитым подлеском (букняк самшитовый) [14], а больше - где меньше их участие (8Бк1Дб1Грб). В биогеоценозах с равной долей дуба в древостое, лучшие показатели водопроницаемости формируются в сообществах с большей долей граба (6Бк2Дб2Грб), а худшие в биогеоценозах с составом древостоя 7Бк2Дб1Грб (букняк лавровишневый) [11].

Следовательно, можно прийти к выводу, что процесс рекреационной трансформации почвы менее выражен в биогеоценозах с большей долей участия граба и (или) дуба в древостое. С увеличением доли бука - интенсивность рекреационной деградации почвы усиливается.

Результаты статистической обработки указывают на то, что между показателем рекреационной нагрузки и водопроницаемостью верхнего горизонта почвы имеется обратная корреляционная зависимость. При этом в биогеоценозах наблюдаются следующие общие закономерности:

1. При V стадии рекреационной дигрессии во всех буковых биогеоценозах на всем диапазоне сомкнутости основного полога между показателем водопроницаемости и рекреационной нагрузкой на почву существует очень слабая зависимость (r=-0,018- -0,546, при f=3166, р0,05).

2. В биогеоценозах с участием дуба при сомкнутости древостоя 0,6 показатель водопроницаемости проявляет высокую сопряженность с рекреационной нагрузкой равной II стадии дигрессии (r=-0,898- -0,911, при f=146, р0,01). При III стадии - на всем диапазоне сомкнутости (r=-0,874- -0,963, при f=452, р0,02), а при IV - при сомкнутости древостоя 0,8-1,0 (r=-0,911- -0,947, при f=315, р0,01).

3. В биогеоценозах с содоминирующими в древостое буком и грабом высокий показатель сопряженности характерен при II-IV стадиях на всем диапазоне сомкнутости полога (r=-0,806- -0,974, при f=2144, р0,01). Исключение представляют сообщества с составом древостоя 6Бк4Грб при сомкнутости 0,6 и II стадии дигрессии (r=-0,432- -0,449, при f=202, р0,05), где отмечаются большие восстановительные способности, видимо, благодаря лучшему развитию редуцирующего комплекса энтомофауны [12].

4. В букняках c монодоминантным древостоем показатель водопроницаемости проявляет тесную сопряженность на всем диапазоне сомкнутости основного полога при II-IV стадиях рекреационной дигрессии (r=-0,814- -0,923, при f=1108, р0,01).

Нерациональная хозяйственная деятельность (рекреация и нерегулируемый выпас скота) изменяет в нежелательном направлении не только впитывающую способность почв, но и гидравлические характеристики поверхности [7]. При этом скорости стока при прочих равных условиях возрастают в три-четыре и более раз, в связи с чем резко увеличивается опасность эрозии и развития селевых явлений [1, 6, 8].

Выводы

1. Интенсивность внутрипочвенного стока в буковых типах субтропических биогеоценозов уменьшается, по мере: а) уменьшения сомкнутости древостоя; б) уменьшения в составе древостоя доли граба и дуба; в) ростом рекреационной нагрузки; г) повышении доли бука в древостое.

2. Показатель почвенной водопроницаемости проявляет высокие индикаторные свойства в буковых и буково-грабовых биогеоценозах при II-IV стадиях на всем диапазоне анализируемой сомкнутости древостоя; исключение составляют только биогеоценозы с составом 6Бк4Грб. В букняках дубово-грабовых индикаторные свойства отмечаются при II стадии и сомкнутостью древостоя 0,6, при III стадии - на всем диапазоне сомкнутости, а при IV - при сомкнутости 0,8-1,0.

Список использованной литературы

1. Авдонин В.Е. Почвозащитная роль горных лесов Черноморского побережья Российской Федерации в связи с рекреацией. Автореф. дис. … канд. с.-х. наук. Новочеркасск, 1998. 24 с.

2. Белюченко И.С., Щербина В.Г., Щербина Ю.Г. Рекреационная трансформация лавровишневых сообществ на Кавказе // Экологические проблемы Кубани. Краснодар: Изд-во КГАУ, 1999. С. 22-152.

3. Белюченко И.С., Щербина Ю.Г., Щербина В.Г. Надземная и общая продуктивность подлеска буковых сообществ // Проблеми фундаментальноп та прикладноп екологiп: Матер. II Мiжнар. наук. конф., 20-21 грудня 2000. Кривий Рiг: КДПУ, 2001. С. 92-96.

4. Белюченко И.С., Щербина В.Г., Щербина Ю.Г. Экологическая оценка устойчивости сообществ // Социально-экологические и экономические проблемы развития регионов рекреационной специализации: Матер. I-й Междун. науч.-прак. конф., 13-16 мая 2003 г. Сочи: РИО СГУТиКД, 2004. С. 31-32.

5. Жиглова С.В., Щербина В.Г. Антропогенная трансформация эдатопа под влиянием рекреации // Проблемы устойчивого развития регионов рекреационной специализации: Матер. науч. конф., июль 1999. Сочи: ГУП СПП, 2001. С. 108-110.

6. Ивонин В.М., Авдонин В.Е., Пеньковский Н.Д. Рекреационная экология горных лесов российского Причерноморья. Изд-во СКНЦ ВШ, 2000. 271 с.

7. Коваль И.П., Битюков Н.А. Экологические функции гоных лесов Северного Кавказа. М.: ВНИИЦлесресурс, 2000. 480 с.

8. Коваль И.П., Битюков Н.А. Экологические основы пользования лесом на горных водосборах (на примере Северного Кавказа). Краснодар: Кубанский учебник, 2001. 408 с.

9. ОСТ 56-100-95. Методы и единицы измерения рекреационных нагрузок на лесные природные комплексы. Стандарт отрасли. Введен 01.09.1995. 14 с.

10. Щербина В.Г., Белюченко И.С., Щербина Ю.Г. Реакция и связь компонентов буковых биогеоценозов в условиях интенсивной рекреации // Охорона довкiлля: Матер. II Всеукр. конф, 8-9 грудня 1998. Кривий Рiг: Выд-во КДПУ, II, 1998. С. 64-66.

11. Щербина В.Г., Белюченко И.С. Экологическая устойчивость лесных экосистем // Проблеми экологiп та екологiчноп освiти: Матер. I Мiжнар. наук. конф. Кривий Рiг: Выд-во I.B.I., 2002. С. 59-64.

12. Щербина В.Г., Белюченко И.С., Рубанов М.Н. Оценка антропогенной толерантности почвенных беспозвоночных // Проблеми экологiп та екологiчноп освiти: Матер. II Мiжнар. наук.-прак. конф. Кривий Рiг: Вид-во ТОВ Етюд-Сервiс, 2003. С. 24-27.

13. Щербина В.Г. Экологические аспекты буковых экосистем. Кривой Рог: Изд-во I.B.I., 2004. 2 изд. 231 с.

14. Щербина В.Г. Рекреационная индикация субтропических буковых биогеоценозов. Кривой Рог: Изд-во Минерал, 2005. 2 изд. 352 с.

15. Щербина Ю.Г., Белюченко И.С., Щербина В.Г. Экологическая амплитуда антропогенной толерантности мезопедофауны // Проблемы, инновационные подходы и перспективы развития туристско-рекреационного комплекса России: Матер. II Всеросс. молодеж. науч.-прак. конф., 25-27 апр. 2000 г. Сочи: РИО СГУТиКД, 2002. С. 173-179.

Размещено на Allbest.ru