РАЗДЕЛ 2. ПОВЫШЕНИЕ ПРОДУКТИВНОСТИ ЛЕСОВ ЛІСІВНИЧИМИ МЕТОДАМИ

Лекция 7. БИОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ, ЕГО СУТЬ И РОЛЬ В ПОВЫШЕНИИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЛЕСОВ

7. 7 Показатели біокругообігу веществ в лесу

Біокругообіг - сложный разносторонний процесс, от которого зависят все стороны жизни леса. Как и любой процесс в жизни, он может классифицироваться. Различают такие типы біокругообігу:

1. Консервативный и прогрессивный - в зависимости от того, улучшаются или ухудшаются условия среды.

2. Непрерывный и прерван - в зависимости от того, удаляется конечная продукция в звене потребления.

3. Автономный или паразитарный - в зависимости от того, откуда берется энергия - из среды, или из других типов круговорота.

4. Активный и пассивный - в зависимости от того, увеличивается или уменьшается количество веществ в обращении.

5. Интенсивный и заторможен, то есть быстрый и застойный. Наиболее общими и одновременно возможными показателями кругооборота является его емкость и скорость. По В. П. Корнев, емкость - это масса элемента во всех звеньях кругооборота, в нашем случае - в годовом приросте фитомассы древостоя.

Скорость кругооборота определяется прохождением элемента через все звенья.

И. И. Смольянинов условно разделяет круговорот на две ветви: понижательную (до звена ризосферы) и восходящую - ланка потребления. Для каждого звена он предлагает ряд показателей интенсивности кругооборота:

1. Звено первичного разрушения органики - соотношением фракций разной степени измельчения (просеиванием через колонку сит), количество, видовой состав мезофауны.

2. Звено ферментативного нарушения - активностью фунтовых протеаз, липаз, інвертаз и прочее, дыханием почвы.

3. Звено промежуточного расписания - количеством свободных аминокислот, по азоту - уровнем амоніфікації и нитрификации.

4. Звено гумификации - количеством общего и водорастворимого гумуса, соотношением С : N. Коэффициентом гумификации - отношением массы органических остатков к массе гумуса после их разложения, коэффициентом накопления гумуса (по И. В.Тюріним).

5. Звено поглощения почвой - валовая и подвижная количество элемента в почве (на основе анализов).

6. Звено ризосферы - валовые и подвижные формы элемента в ризосфере, ферментативная активность, формы гумуса.

7. Звено потребления - расчеты ведутся на летний или сезонный цикл круговорота. Используют относительное содержание элемента в биомассе (%), средневзвешенный процент и условия годового потребления (УС) - часть годового потребления (С), которую точно в лесу установить трудно. Чаще всего определяют потребление ассимиляционным опадом и побегами текущего года (толщина 1-2 см). Именно с таких позиций И. И. Смольянинов и предлагает показатели, характеризуют біокругообіг.

1. Кб - коэффициент биологического поглощения. Он представляет собой отношение процента содержания элемента в зоне ассимиляционного аппарата до процента его в горной породе:

Есть четыре варианта этого показателя относительно гумусового горизонта и коренезаселеного слоя почвы.

Кб показывает степень использование почвенных ресурсов элемента данной древесной породой или насаждением, т.е. характеризует требовательность породы к определенному элементу питания. О. В. Рябуха установила, что сосна обладает избирательностью в борах до азота на уровне 9,6 (50-60-летние древостои), сугрудках - только 4,0. Дуб имеет Кб на уровне 7,4 и не снижает его обогащением условий, а граб - снижает. Таким образом, Кб показывает приспособленность древесной породы к условиям существования.

Есть целый ряд других показателей, например ВВО - относительное содержание элемента в органах растения. По эталон берут или листья, или древесину. Этому показателю определяют место концентрации элемента.

2. а - альфа - коэффициент разложения мертвого органического вещества. В лесу - это опадо-подстилочный коэффициент:

"Мягкая" - имеется в виду однородная "на глаз" масса, а в опаділистя, хвоя.

Коэффициент определяет относительную (относительно годового количества осад) скорость круговорота в ниспадающей ветке.

Для расчетов подстилка отбирается в период ее наибольшей стабилизации, то есть перед листопадом (август - сентябрь).

3. Скорость разложения подстилки лучше всего отражает показатель П. С. Пастернака:

где А - масса среднегодового опада;

t - число лет наблюдений;

а₁ - масса подстилок на начало наблюдений;

а₂ - масса подстилок на конец учета.

Наблюдения необходимо проводить несколько лет.

Под летней подстилкой И. И. Смольянинов понимает то количество органики, которая остается через год после ее опадения. Это нужно устанавливать в течение нескольких лет и вычислить среднее значение.

Показывает долевое участие элемента (элементов) в цикле. Чем он меньше, тем большее участие и наоборот.

По данным О. В. Рябухи (1967), в сосняках Украинского Полесья этот показатель колеблется от 128,0 до 111,6, а в смешанных хвойно-широколиственных насаждениях - от 54,1 до 41,9.

Есть еще несколько предложенных коэффициентов, которые отражают характер кругооборота. Они используются при научных исследованиях биологического кругооборота.