Stages of Restoration of Components of Post-Agrogenic Pine Forest Ecosystems at the National Park “Smolensk Lakeland”

О. V. Shopina; Шопина О. В.; А. P. Geraskina; Гераськина А. П.; А. I. Кuznetsova; Кузнецова А. И.; Е. V. Тikhonovа; Тихонова Е. В.; А. V. Тitovets; Титовец А. В.; I. М. Bavshin; Бавшин И. М.; V. R. Khokhryakov; Хохряков В. Р.; I. N. Semenkov; Семенков И. Н.

doi:10.31857/S0032180X22600706

Стадии постагрогенного восстановления компонентов экосистем сосновых лесов национального парка “Смоленское Поозерье”

Авторы: Шопина О.В.¹^,2, Гераськина А.П.¹, Кузнецова А.И.¹, Тихонова Е.В.¹, Титовец А.В.¹^,3, Бавшин И.М.¹^,4, Хохряков В.Р.¹^,4, Семенков И.Н.¹^,2
Учреждения:
1. Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН
2. МГУ им. М.В. Ломоносова
3. Институт лесоведения РАН
4. Национальный парк “Смоленское Поозерье”
Выпуск: № 1 (2023)
Страницы: 20-34
Раздел: ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
URL: https://ter-arkhiv.ru/0032-180X/article/view/665901
DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X22600706
EDN: https://elibrary.ru/JKUIJS
ID: 665901

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Убыль сельского населения в России сопровождалась забрасыванием земель сельскохозяйственного назначения с последующим восстановлением лесных ценозов. Цель работы – исследование почв и фитоценозов шести стадий восстановления сосновых лесов на легких по гранулометрическому составу породах на северо-западе Смоленской области. Приведены результаты по 18-ти ключевым участкам, характеризующим каждую из шести стадий в тройной повторности. Под агроценозами и однолетними залежами вскрыты агроземы (Arenosols (Aric)) c мощным пахотным горизонтом, минимальной численностью и биомассой макрофауны, представленной в основном фитофагами и сапрофагами. Морфологические свойства постагрогенных серогумусовых почв (Arenosols (Ochric)) и дерново-подбуров (Entic Podzols) второй стадии относительно первой отличаются слабо, но биомасса макрофауны максимальна среди почв всех стадий. Основной вклад в нее вносят личинки насекомых ввиду интенсивного заселения лугов летающими насекомыми. Молодые – до 30 лет – сосняки произрастали на аналогичных почвах второй стадии восстановления с заметными следами постагрогенной трансформации. За 10 лет развития леса сформировалась подстилка и протогумусовый горизонт. В средневозрастных – 70–80 лет – сосняках на дерново-подбурах постагрогенных реградированных морфологически проявляются признаки элювиального процесса. В составе макрофауны уменьшается доля подстилочного населения. В лесах старше 80 лет начинается распад соснового древостоя с формированием сложного ельника. В почвах исчезает ровная нижняя граница старопахотного горизонта без формирования подзолистого горизонта. Здесь выявлена максимальная биомасса подстилочной макрофауны. За заключительную стадию приняты сосняки кустарничково (бруснично)-зеленомошные старше 90 лет, произрастающие на подзолах (Albic Podzols), сохранивших остатки старопахотного горизонта. Среди макрофауны по биомассе преобладают подстилочные формы, однако биомасса меньше по сравнению с предыдущей стадией. Почвы пятой и шестой стадий при сопоставимом возрасте лесов имеют разную степень морфологического проявления альфегумусового процесса.

Ключевые слова

сукцессия, постагрогенные почвы, беспозвоночные, подстилка, Podzols, Arenosols

Список литературы

Ананьева Н.Д., Сусьян Е.А., Рыжова И.М., Бочарникова Е.О., Стольникова Е.В. Углерод микробной биомассы и микробное продуцирование двуокиси углерода дерново-подзолистыми почвами постагрогенных биогеоценозов и коренных ельников южной тайги (Костромская область) // Почвоведение. 2009. № 9. С. 1108–1116. https://doi.org/10.31857/S0032180X20030120
Ахмалишев К.Б. Влияние земледельческого освоения на свойства дерново-подзолистых суглинистых почв современных лесов. Дис. … канд. с.-х. н. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 2007. 149 с.
Богатырев Л.Г. О классификации лесных подстилок // Почвоведение. 1990. № 3. С. 118–127.
Бызов Б.А. Зоомикробные взаимодействия в почве. М.: ГЕОС, 2005. 212 с.
Всеволодова-Перель Т.С. Дождевые черви фауны России. Кадастр и определитель. М.: Наука, 1997. 101 с.
Герасимова М.И., Исаченкова Л.Б. “Короткая память” дерново-подзолистых почв в лесовостановительных сукцессиях // Память почв. М.: ЛКИ, 2008. С. 638–649.
Гераськина А.П. Влияние дождевых червей разных морфо-экологических групп на аккумуляцию углерода в лесных почвах // Вопросы лесной науки. 2020. Т. 3. № 2. С. 1–20. https://doi.org/10.31509/2658-607x-2020-3-2-1-20
Гераськина А.П. Население дождевых червей (Lumbricidae) на зарастающих полях // Зоологический журн. 2009. Т. 88. № 8. С. 901–906.
Гераськина А.П. Экологическая оценка динамики комплекса дождевых червей (Lumbricidae) в ходе восстановительных сукцессий. Смоленск: СГМУ, 2016. 148 с.
Гиляров М.С. Методы почвенно-зоологических исследований. М.: Наука, 1975. 304 с.
Дымов А.А. Сукцессии почв в бореальных лесах Республики Коми. М.: ГЕОС, 2020. 318 с. https://doi.org/10.34756/GEOS.2020.10.37828
Исаченкова Л.Б., Герасимова М.И., Богданова М.Д., Терская Е.В. Отражение истории землепользования в свойствах дерново-подзолистых почв Сатинского полигона МГУ // Вестник Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2019. № 6. С. 113–121.
Караваева Н.А., Жариков С.Н., Кончин А.Е. Генетические особенности пахотных дерново-подзолистых почв как основа их диагностики и классификации // Научные труды Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. 1986. С. 24–32.
Кечайкина И.О., Рюмин А.Г., Чуков С.Н. Постагрогенная трансформация органического вещества дерново-подзолистых почв // Почвоведение. 2011. № 10. С. 1178–1192. https://doi.org/10.1134/S0032180X11100030
Коротков A.A. Изменение дерново-подзолистых почв под луговой растительностью // Почвоведение. 1960. № 9. С. 62–69.
Лукина Н.В., Гераськина А.П., Кузнецова А.И., Смирнов В.Э., Горнов А.В., Шевченко Н.Е., Тихонова Е.В., Тебенькова Д.Н., Басова Е.В. Функциональная классификация лесов: актуальность и подходы к разработке // Лесоведение. 2021. № 6. С. 566–580. https://doi.org/10.31857/S0024114821060085
Люри Д.И., Горячкин С.В., Караваева Н.А., Денисенко Е.А., Нефедова Т.Г. Динамика сельскохозяйственных земель России в ХХ в. и постагрогенное восстановление растительности и почв. М.: Геос, 2010. 416 с.
Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части России. М: Товарищество научных изданий КМК, 2014. 635 с.
Методические подходы к экологической оценке лесного покрова в бассейне малой реки / Под ред. Л.Б. Заугольновой, Т.Ю. Браславской. М.: Т-во науч. изданий КМК, 2010. 383 с.
Номеров Г.Б. Направленность изменений некоторых морфологических, физических, химических и биологических свойств пахотных дерново-подзолистых почв при зарастании их лесом // Диагностика деградации воспроизводства лесных почв. 1987. С. 59–60.
Полевой определитель почв России. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 2008. 182 с.
Савин И.Ю., Столбовой В.С., Аветян С.А., Шишконакова Е.А. Карта распаханности почв России // Бюл. Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. 2018. № 94. С. 38–56. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2018-94-38-56
Стриганова Б.Р. Пространственное распределение ресурсов животного населения почв в климатических градиентах // Успехи современной биологии. 2009. Т. 129. № 6. С. 538–549.
Телеснина В.М., Богатырев Л.Г., Бенедиктова А.И., Земсков Ф.И., Маслов М.И. Динамика поступления растительного опада и некоторых свойств лесных подстилок при постагрогенном лесовосстановлении в условиях южной тайги // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2019. № 4. С. 3–10.
Телеснина В.М., Курганова И.Н., Лопес де Гереню В.О., Овсепян Л.А., Личко В.И., Ермолаев А.М., Мирин Д.М. Динамика свойств почв и состава растительности в ходе постагрогенной эволюции в разных биоклиматических зонах // Почвоведение. 2017. № 12. С. 1514–1534. https://doi.org/10.7868/S0032180X17120115
Фролов О.А., Якушев А.В. Влияние на бактериальный гидролитический комплекс гумусо-аккумулятивного горизонта техноурбанозема пассажа через кишечник дождевого червя Aporrectodea caliginosa // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2018. Т. 94. С. 57–73. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2018-92-57-73
Хитров Н.Б., Герасимова М.И. Диагностические горизонты в классификации почв России: версия 2021 г. // Почвоведение. 2021. № 8. С. 899–910. https://doi.org/10.31857/S0032180X21080098
Хохлов С.Ф. Постагрогенные дерново-подзолистые почвы под лесом и лугом в Подмосковье: свойства, эволюция и элементы водного баланса. Дис. … канд. с.-х. н. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2015. 158 с.
Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 341 с.
Шопина О.В., Герасимова М.И., Бавшин И.М., Хохряков В.Р., Семенков И.Н. Инвентаризация и картографирование почв национального парка “Смоленское Поозерье” // Лесоведение. 2022. № 5. С. 478–493. https://doi.org/10.31857/S0024114822040088
Curry J.P. Factors affecting the abundance of earthworms in soils. Earthworm Ecology. 2nd ed. CRC Press, Boca Raton, FL, 1994. P. 91–113.
Elgersma A.M. Primary forest succession on poor sandy soils as related to site factors // Biodivers. Conserv. 1998. V. 7. № 2. P. 193–206. https://doi.org/10.1023/A:1008884418570
Ershov D.V., Gavrilyuk E.A., Koroleva N.V., Belova E.I., Tikhonova E.V., Shopina O.V., Titovets A.V., Tikhonov G.N. Natural afforestation on abandoned agricultural lands during Post-Soviet period: a comparative Landsat data analysis of bordering regions in Russia and Belarus // Remote Sensing. 2022. V. 14. № 2. P. 322. https://doi.org/10.3390/rs14020322
Falkengren-Grerup U., Brink D.J. Ten, Brunet J. Land use effects on soil N, P, C and pH persist over 40–80 years of forest growth on agricultural soils // For. Ecol. Manage. 2006. V. 225. № 1–3. P. 74–81. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2005.12.027
Fujii S., Berg M.P., Cornelissen J.H.C. Living litter: dynamic trait spectra predict fauna composition // Trends in Ecology & Evolution. 2020. V. 35. № 10. P. 886–896. https://doi.org/10.1016/j.tree.2020.05.007
Holdsworth A.R., Frelich L.E., Reich P.B. Litter decomposition in earthworm-invaded northern hardwood forests: role of invasion degree and litter chemistry // Ecoscience. 2008. V. 15(4). P. 536–544.
Hooker T.D., Compton J.E. Forest ecosystem carbon and nitrogen accumulation during the first century after agricultural abandonment // Ecol. Appl. 2003. V. 13. № 2. P. 299–313. https://doi.org/10.1890/1051-0761(2003)013[0299:FECANA]2.0.CO;2
Ignatov M.S., Afonina O.M., Ignatova E.A., Abolina A., Akatova T.V., Baisheva E.Z., Bardunov L.V., Baryakina E.A., Belkina O.A., Bezgodov A.G., Boychuk M.A., Cherdantseva V.Y., Czernyadjeva I.V., Doroshina G.Y., Dyachenko A.P., Fedosov V.E., Goldberg I.L., Ivanova E.I., Jukoniene I., Kannukene L., Kazanovsky S.G., Kharzinov Z.K., Kurbatova L.E., Maksimov A.I., Mamatku-lov U.K., Manakyan V.A, Maslovsky O.M., Napreenko M.G., Otnyukova T.N., Partyka L.Y., Pisarenko O.Y., Popova N.N., Rykovsky G.F., Tubanova D.Y., Zheleznova G.V., Zolotov V.I. Check-list of mosses of East Europe and North Asia // Arctoa. 2006. V. 15. P. 1–130. https://doi.org/10.15298/arctoa.15.01
IUSS Working Group WRB, World Reference Base for Soil Resources 2014, update 2015, international soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps, world soil resources reports № 106. FAO: Rome, 2015. 193 p.
Kalinina O., Goryachkin S.V., Karavaeva N.A., Lyuri D.I., Najdenko L., Giani L. Self-restoration of post-agrogenic sandy soils in the southern taiga of Russia: soil development, nutrient status, and carbon dynamics // Geoderma. 2009. V. 152. № 1–2. P. 35–42. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2009.05.014
Kiedrzyński M., Zielińska K., Grzelak P. Transformation of forest vegetation after 40 years of protection in the Tomczyce Nature Reserve (Central Poland) // Acta Universitatis Lodziensis. Folia Biologica et Oecologica. 2011. V. 7. P. 207–227. https://doi.org/10.2478/v10107-009-0026-x
Matuszkiewicz J.M., Kowalska A., Kozłowska A., Roo-Zielińska E., Solon J. Differences in plant-species composition, richness and community structure in ancient and post-agricultural pine forests in central Poland // For Ecol Manage. 2013. V. 310. P. 567–576. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2013.08.060
McLean M.A., Parkinson D. Changes in structure, organic matter and microbial activity in pine forest soil following the introduction of Dendrobaena octaedra (Oligochaeta, Lumbricidae) // Soil Biology and Biochemistry. 1997. V. 29(3–4). P. 537–540.
Mucina L., Schaminee J.H.J., Rodwell J.S. Common data standards for recording relevés in field survey for vegetation classification // J. Vegetation Science. 2000. V. 11. P. 769–772. https://doi.org/10.2307/3236581
Pizl V. Succession of earthworm populations in abandoned fields // Soil Biology & Biochemistry. 1992. № 24. P. 1623–1628. https://doi.org/10.1016/0038-0717(92)90160-Y
Robertson G.P., Coleman D.C., Sollins P., Bledsoe C.S. (Eds.). Standard soil methods for long-term ecological research. Oxford University Press on Demand, 1999. V. 2. 480 p.
Sariyildiz T. Effects of tree canopy on litter decomposition rates of Abies nordmanniana, Picea orientalis and Pinus sylvestris // Scandinavian journal of forest research. 2008. V. 23. № 4. P. 330–338. https://doi.org/10.1080/02827580802275816
Sebek P., Bace R., Bartos M., Benes J., Chlumska Z., Dolezal J., Dvorsky M., Kovar J., Machac O., Mikatova B., Perlik M., Platek M., Polakova S., Skorpik M., Stejskal R., Svoboda M., Trnka F., Vlasin M., Zapletal M., Cizek L. Does a minimal intervention approach threaten the biodiversity of protected areas? A multi-taxa short-term response to intervention in temperate oak-dominated forests // Forest Ecology and Management. 2015. V. 358. P. 80–89. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2015.09.008
Sławski M., Tarabuła T., Sławska M. Does the enrichment of post-arable soil with organic matter stimulate forest ecosystem restoration—a view from the perspective of three decades after the afforestation of farmland // For. Ecol. Manage. 2020. № 478. P. 118525. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2020.118525
Soil Sequences Atlas IV / Eds.: M. Świtoniak, C. Przemysław. Toruń: Machina Druku, 2018. 264 p.
Vesterdal L., Ritter E., Gundersen P. Change in soil organic carbon following afforestation of former arable land // For. Ecol. Manage. 2002. V. 169. № 1–2. P. 137–147. https://doi.org/10.1016/S0378-1127(02)00304-3
Woziwoda B., Parzych A., Kopeć D. Species diversity, biomass accumulation and carbon sequestration in the understorey of post-agricultural Scots pine forests // Silva Fennica. 2014. V. 48. № 4. P. 1119–1123. https://doi.org/10.14214/sf.1119