Лесные почвы неморальной полосы (широколиственные леса, лесостепь) Распространение неморальных лесов

В настоящее время мезофильные широколиственные леса на равнине встречают­ся отдельными островами среди окультуренных территорий. Остатки широколиствен­ных лесов образуют собственно зону широколиственных лесов, а также представлены в зоне лесостепи .

Наиболее характерными чертами современных широколиственных лесов яв­ляется их мезофильный облик, высокая сомкнутость и разнообразный видовой со­став древесного яруса, сложная вертикальная и синузиальная структура. Мезофильные широ­колиственные леса имеют наиболее богатый набор видов деревьев ( дуб, липа, ясень, клен и др.) и кустарни­ков (орешник, бересклет европейский, бересклет бородавчатый, жимолость лесная и др. Травяной покров в широколиственных лесах составлен представителями различ­ных эколого-ценотических групп, из которых наиболее типичной и широко распро­страненной является группа неморальных видов (сныть, копытень, зеленчук, медуница, звездчатка , пролесник и др.). Весьма характерен богатый набор видов-эфемероидов, у которых очень короткий период вегетации ( разные виды хохлаток, чистяк весенний, ветреницы и др.), наиболее хоро­шо представленный в западной части неморальной полосы. В северной полосе рас­пространения широколиственных лесов и в условиях бедного субстрата к ним приме­шиваются бореальные виды (майник двулистный, ожика волосистая, золотарник обыкновенный). Напочвенный моховой покров не свойственен широколиственным ле­сам, хотя мхи постоянно присутствуют на валеже и на основаниях стволов деревьев.

К настоящему времени практически не сохранилось крупных массивов мало-нарушенных широколиственных лесов. Сохранившиеся участки старовозрастных лесов приурочены, в основном, к территориям заповедников и национальных пар­ков. В центральной части наиболее крупные массивы старовозрастных широколи­ственных лесов расположены на территории, относившейся к Заокской засечной чер­те Московского государства XVI-XVII веков.

Особенности антропогенного освоения полосы неморальных лесов

Полоса неморальных лесов имеет давнюю историю хозяйственного освоения. При этом история территорий, на которых до настоящего времени сохранились ши­роколиственные леса, тесно связана с историей более южных районов, где леса суще­ствовали в прошлом.

Поиски причин обезлесивания обширных лесостепных и степных террито­рий имеют длительную историю. Высказывалось мнение, что современная растительность степной зоны представляет собой вторичное явление, возникшее вследствие истребления лесов че­ловеком. Детальный анализ эволюции растительного покрова степей в голоцене при­вел Н.Ф. Комарова (1951) к выводу, что вся история степей в голоцене — это исто­рия взаимодействия скотоводов и земледельцев с первоначально лесными и лесостеп­ными ландшафтами.

По свидетельствам археологов, активное освоение той территории Восточной Европы, которая в среднем го­лоцене была занята широколиственными лесами, а в настоящее время относится к степной зоне, происходило в бронзовом веке. Начало оформления наиболее древних культур, трипольской и древнеямной, датируется временем около 6000 л.н. По оценке Д.Л. Арманд (1955), плотность населения трипольской культуры достигала 30-35 че­ловек на кв. км. Основным занятием было скотоводство и отчасти земледелие, а также выплавка медных орудий, требовавшая большого количества древесины.

Около 4000 л.н. земледелие и скотоводство прослеживаются уже на большей ча­сти территории современных лесостепи и широколиственных лесов. В железном веке - раннем средневековье усилилась дифференциация террито­рий северной и южной лесостепи по характеру хозяйственного использования. Со­временная зона широколиственных лесов и северная лесостепь стали зоной интен­сивного земледельческого освоения, в то время как на территории южной лесосте­пи происходило формирования «дикого поля». Неизвестно, какую долю лесостепных земель занимали в этот период пашни, степи и леса — прямых исторических сведе­ний об этом нет, как и о том, сколько кочевников жило в занятой ими части лесостепи до прихода монголов. Данные, приводимые СВ. Кириковым (1979), позволяют пред­положить, что численность кочевников на территории южной лесостепи до прихода монголов была сравнительно невелика, основные места кочевий были расположены в степной зоне. Южная полоса лесной зоны и лесостепь имели лесной характер, о чем свидетельствуют и частые находки при археологических раскопках в поднепровской и центрально-черноземной лесостепи костей таких лесных животных, как кабан, бла­городный олень, лось (Alces alces), косуля {Capreolus capreolus).

Вместе с выпасом, ведущую роль в трансформации природы юга Европы играли пожары (травяные палы, выжигания лесов). Широколиственные леса рассматривают­ся обычно как устойчивые к лесным пожарам. Между тем, многие авторы указывают, что такое мнение нельзя распространять на случаи стратегически нацеленных выжи­ганий лесов Сравнение современной карты растительности и карты распространения куль­тур эпохи бронзы показывает практически полное совпадение северных границ рас­пространения срубной культуры и современной зоны степей (Комаров, 1951). При­чины такого совпадения могут быть не в существовании этой культуры в зоне сте­пей, а в формировании природной зоны вследствие хозяйственной деятельности на­селения срубной и других культур.

На юге Восточной Европы наступление железного века совпало с практически полным переходом скотоводческо-земледельческих племен к кочевому и полукочево­му скотоводству. Эволюция производящего хозяйства привела к оформлению зон пу­стынь и полупустынь.

Если в верховьях Дона и Оки к концу XVII века было распахано 40-60% земель, то на территориях Курской, Воронежской, Тамбовской губерний распаханность в кон­це XVII века не превышала 20%; основные массивы пашни были созданы здесь в XVIII-XIX веках. В это же время происходило интенсивное обезлесивание северной части неморальной полосы не только вследствие расчисток зе­мель под пашни, но и рубок. Постоянно существовал острый дефицит в лесе как стро­ительном материале и топливе. Особо существенную роль в уничтожении широколи­ственных лесов сыграли рубки деревьев для нужд промышленности и кораблестро­ения. Так, огромные площади дубовых лесов в бассейне Дона были вырублены на рубеже XVII-XVIII веков для строительства азов­ского флота.

К концу XVIII века во многих губерниях распаханность водоразделов достигла предельных величин (сохранились только леса на территориях казенных лесничеств и на землях некоторых помещиков); в XIX веке увеличение площади сельскохозяй­ственных земель происходило, в основном, за счет освоения неудобий. Вовлечение в распашку бортов балок, речных долин привело к резкому возрастанию интенсивности эрозионных процессов и увеличению поступления наносов в русла рек. Результатом было исчезновение малых водотоков, обмеление крупных рек. Так, к концу XIX века в Тульской губернии исчезло большинство малых водотоков, отмеченных на картах 1840 – 1850-х гг.

В целом, особенностя­ми истории экосистем неморальной полосы являются: давнее и широкое распростра­нение подсечно-огневого земледелия, лесного выпаса, рубок; многократное чередо­вание способов природопользования на конкретных участках, определяемое как осо­бенностями технологии природопользования (например, подсечное земледелие), так и социально-политическими причинами (периоды депопуляции, связанные с война­ми, эпидемиями и др.). В результате в истории конкретных участков многократно че­редовались лесные и нелесные этапы. В средние века неморальная полоса была разде­лена на «пограничные» земледельческие районы (современная зона широколиствен­ных лесов с относительно высокой лесистостью) и «дикое поле» (сейчас малолесные лесостепные районы). Основные особенности преобразования почвенного покрова северной и южной частей неморальной полосы обсуждаются ниже.

Основные варианты сукцессий лесных экосистем в неморальной полосе

Большая часть широколиственных лесов к настоящему времени заменена вто­ричными мелколиственными и сосновыми лесами, а также культурами сосны и дуба.

В совокупности доля вторичных лесов, сформировавшихся после сильных антропо­генных нарушений, оценивается не менее чем в 9/10 от всей площади покрытых ле­сом земель неморальной полосы европейской части России.

Состояние популяций деревьев в большинстве лесов свидетельствует о том, что эти сообщества находятся на раннем этапе восстановительной сукцессии после силь­ных нарушений. Таково положение осинников, березняков, сосняков, ельников, моно­доминантных широколиственных лесов.

Большинство березняков сформировано на месте заброшенных сельхозугодий; меньшую долю составляют березняки, возникшие после сплошных рубок. Сосняки в большинстве представляют лесные культуры, реже — результат пирогенной сукцес­сии. Формирование большинства осинников и липняков является результатом много­кратных выборочных рубок разной интенсивности; таким образом, часто осиновые и липовые леса маркируют участки длительно лесных территорий.

Для большинства нынешних насаждений, основу дре­весного яруса в которых составляют сравнительно молодые культуры дуба (возрастом до 100 лет), как и для современных порослевых дубрав, характерен массовый распад древостоя, который происходит в возрасте около 100 лет. Такое положение связано со сравнительно плохим качеством ухода за этими культурами после их создания, значи­тельной долей порослевых особей широколиственных деревьев в насаждении, боль­шим числом фаутных деревьев.

В более старых культурах дуба (возрастом 100 - более 250 лет) отмечена как большая продолжительность жизни деревьев, так и преимущественно асинхрон­ный характер распада древостоя. В этих фитоценозах, даже на про­тяжении жизни первого поколения деревьев после сильных нарушений, зачастую сформированы многие признаки климаксного лесного сообщества. Это та­кие признаки климаксных лесов, как:

• полнота видового состава потенциальных ценозообразователей, в том числе присутствие в составе ценоза всех широколиственных видов деревьев, ареал которых охватывает исследованную территорию;

• многовидовой (полидоминантный) состав всех ярусов сообщества; присут­ствие в травяном ярусе видов разных эколого-ценотических групп;

• демографическая полночленность и разновозрастность популяций деревьев; близость онтогенетических спектров всех позднесукцессионных видов дере­вьев в составе сообщества к базовому спектру;

• высокое структурное разнообразие: выраженная мозаично-ярусная структу­ра (наличие разновозрастных окон возобновления, или возрастных парцелл), присутствие валежа на разных стадиях разложения и других признаков разно­возрастных ВПК (например, характерный для «зрелых» ВПК волнистый ми­крорельеф) и др.

Такая ситуация объясняется тем, что за время жизни одного поколения дуба (воз­раст дубов в лесах такого облика составляет 130-250 и более лет) произошел обо­рот 2-3 поколений пионерных видов, таких как осина, береза. Последние получали возможность приживания и развития за счет выборочных рубок разной интенсивно­сти, производимых в различное время. Возможно, что созданию световой обстанов­ки, благоприятной для развития этих видов, на отдельных участках способствовал лесной выпас. Необходимым условием формирования признаков климаксного лесно­го сообщества была возможность поступления на территорию уже после нарушений зачатков всех (или многих) потенциальных ценозообразователей.

Однако экосистем, в полной мере отвечающих признакам климаксных сооб­ществ, в настоящее время в неморальной полосе нет. При условии свободного заноса семян всех широколиственных видов де­ревьев и кустарников, неморальных и нитрофильных лесных и опушечных видов трав в течение времени, равном продолжительности жизни нескольких поколений широ­колиственных видов деревьев, сформируются разновозрастные теневые широколи­ственные сообщества климаксного типа, в составе которых не будет дуба черешчатого. В таких сообществах максимальное структурное разнообразие обусловит воз­можность присутствия максимального числа видов потенциальной флоры теневого и полутеневого типа, характерной для экотопов данного типа.

При ограниченном доступе семян потенциальных ценозообразователей, в тече­ние времени равном жизни нескольких поколений широколиственных видов дере­вьев, сформируются разновозрастные теневые широколиственные лесные сообще­ства, которые будут представлять собой диаспорические субклимаксы. В таких со­обществах максимальное структурное разнообразие не будет сопровождаться макси­мальным присутствием видов потенциальной флоры теневого и полутеневого типа.

Почвы неморальной полосы и особенности их развития

Важной особенностью экосистем неморальной полосы является потенциально высокая скорость биологического круговорота. Она определяется:

• благоприятными температурными условиями;

• большой массой и богатым составом опада, связанным с преобладанием в со­ставе древесной растительности широколиственных видов деревьев, а в напочвенном покрове — мезофильного неморального широкотравья;

• высокой активностью почвенной фауны, в составе которой основную роль играют дождевые черви.

Высокая скорость и большая емкость круговорота определяют как относитель­ную устойчивость элементов экосистем к внешним воздействиям (например, срав­нительно медленное падение содержания гумуса при распашке), так и потенциаль­но высокую скорость восстановительных сукцессии. В связи с этим, в большей ча­сти территории неморальной полосы мы встречаем почвы с хорошо развитым гуму­совым профилем.

Как по характеру современной растительности, так и по особенностям строения почв неморальную полосу часто подразделяют на две части: широколиственные леса и северную лесостепь, где преобладают дерново-позолистые и серые лесные почвы, и южную лесостепь с преобладанием серых лесных почв, черноземов оподзоленных и выщелоченных.

Почвы широколиственных лесов и северной лесостепи

Значительные площади в настоящее время представляют собой пашни, где пре­обладают дерново-подзолистые почвы разной степени деградации. На лесных терри­ториях часто можно встретить большое разнообразие почв, отражающее разнообра­зие предшествующей истории..

По характеру морфологически диагностируемых в профиле признаков антропо­генных и биогенных педотурбаций для территории заповедника «Калужские засеки» было выделено четы­ре основные группы:

1. Почвы с недифференцированным профилем. Темногумусовые или темно-серые, с копрогенным гумусовым горизонтом. Общая мощность горизонта А в исследованных профилях варьирует от 40 до 120 см, в сред­нем составляя 68±4 см. Горизонт сравнительно однородный, местами почва смешана с почвообразующей породой. Сравнительно большое число мощных вывальных запа­дин, образы которых отражены в профиле, свидетельствует о лесной природе темно-гумусового горизонта и длительном спонтанном развитии леса на этой территории. После формирования мощного гумусового горизонта основная доля оборотов почвы вывалами происходила внутри горизонта А.

2. Почвы с дифференцированным профилем, с «погребенным» гумусовым горизонтом (ПГГ, А_погр), по строению аналогичному гор. А темногуму-совых почв. Почвы слабодеградированные; для них характерно позднее хо­зяйственное освоение. Этапы сельскохозяйственного использования, приведшие к формированию осветленного горизонта, не чередовались с длительными периодами спонтанного развития — в профилях обычно заметно слабое иллювиирование освет­ленного материала в ПГГ при отсутствии перемешивания. К этой группе можно отне­сти дерново-подзолистые и серые почвы с ПГГ. Средняя мощность гор. А_погр в серых почвах составляет 35±10 см (максимум 67 см), в дерново-подзолистых почвах — 35±8 см (максимум 57 см); средняя глубина нижней границы гор. А_погр в се­рых и дерново-подзолистых почвах 63±9 см.

3. Почвы с сильно дифференцированным профилем, в сред­ней и нижней частях которого редки четкие следы ветровальных педотурбаций. Почвы средне- или сильнодеградированные, длительное время использо­вавшиеся в системе постоянной пашни или перелога. В профиле обычно присутству­ет подзолистый или элювиальный горизонт, который часто имеет языковатую грани­цу (корневые ходы заполнены отбеленным материалом). Этапы распашки чередова­лись с односительно кратими периодами развитии леса, которые заканчивались руб­кой (расчисткой). Для этих почв характерны наибольшее среди всех групп осветление верхних горизонтов и развитие поверхностного оглеения.

4. Почвы с сильно дифференцированным профилем, для сред­ней и нижней частей которого характерно присутствие ветровальных полиморфонов. Это средне- или сильнодеградированные почвы, освоение которых начато чрезвычайно давно; при этом основным видом использования долгое время было подсечно-огневое земледелие. Этапы земледельческого использования чередо­вались с периодами развития под лесом. Обычны следы глубоких вывалов (в которых замешан как гумусированный, так и отбеленный материал), высокая мозаичность (пе­строта) профиля, частая встречаемость окатанных углей (более всего в бывшем под­пахотном горизонте). Обычны признаки локального внутрипрофильного оглеения, происходившего на дне западин вывалов.

Признакам почв, существующих в устойчивом режиме в наиболь­шей степени соответствуют профили темногумусовых (темно-серых). Основные факторы, сформировавшие их почвенные профили — посту­пление значительного количества лиственного опада, деятельность педофауны (пре­жде всего, дождевых червей), ветровалы деревьев. Вывалы являлись наиболее мощ­ным фактором генезиса профиля, определяя максимальную глубину темногумусового горизонта.

Темногумусовые почвы соседствуют с большим числом иных типов почв, при­чем часто границу между почвенными разностями невозможно выявить по призна­кам «наземной» части экосистемы — составу растительности, наличию или отсут­ствию признаков антропогенных нарушений в недавнем прошлом. Это связано с тем, что темногумусовые почвы не являются, строго говоря, ненарушенными — они ис­пытывали воздействия рубок, выпаса и даже распашек. Однако по разным причинам эти воздействия были эпизодическими и не привели к глубокой перестройке профи­лей. Высокая активность почвенной мезофауны приводила к стиранию многих при­знаков таких воздействий.

Наибо­лее четко диагностируемым фактором деградации являлась распашка.

Формирование осветленного и гумусового горизонтов иногда неоднократно че­редовались в ходе развития почв. Современный горизонт А большинства описанных почв был сформирован за одно-два поколения жизни деревьев после предшество­вавшего этапа существования здесь. При этом в одних случаях старопахотный горизонт ока­зался замешан вывалами и деятельностью педофауны как с материалом гор. А, так и с нижележащими горизонтами на значительную глубину В других случаях глубина педотурбаций была меньше, они затронули только гор. А и старопахотный горизонт Относительно ровная граница старопахотного горизонта обычно сохраняется в ходе развития первого, а часто и второго поколений деревьев на зале­жи .

Важно, что при любой степени антропогенной нагрузки в прошлом, в настоя­щее время в почвах, развивающихся на суглинистых отложениях, мы наблюдаем со­хранение типа гумусообразования (формируется гумус типа мулль).

BT (C)

Профиль серой (светлосерой) почвы (с погребенным гумусом). А — темногумусовый серовато-темнобурый; AEL — пестроватый, буровато-палево-серый; EL — пе строватый, палево-светлосерый, буровато-светлосерый, многочисленные включения пластинчаты; углей, одиночные и скопления; EL2, EL+BT — материал отсыпки по корневым ходам; Апогр.(ВТ) Апогр.+ВТ, ВТ(Апогр..) — гумусированный материал, замешанный в отсыпке ВПК с материалов горизонта ВТ и последующими следами иллювиирования (черно-бурые натеки, белесая присыпка, i основном до глубины 55 см), серовато-темнобурый, коричнево-темнобурый, в материале Апогр.+В1 («дно старой западины») включения пластинчатых углей; ВТ — коричнево-бурый, бурые натеки белесая присыпка по граням педов; ВТ(С) — малое число кутан иллювиирования, в их составе за­метней участие Fe3+; С — палево-желтый. НП «Угра», Березичское лесничество, дубрава (в основе культуры дуба на лесосеке широколиственного леса)