Таблица 21

Химические свойства почв сложных суборей IV террасы

№ разреза	Горизонт	Глубина взятия образца в см	Перегной в %	Азот в %	N:C	Обменные катионы в м-экв. на 100 г почвы				V	Подвижный Al	pH суспензии
						Ca	Mg	H гидро-лит.	Сумма			H2O	KCl
742	А1’	2-8	3,92	0,30	1 : 8	5,50	3,27	3,7	12,5	70	0,12	5,3	4,4
	А2’’	15-20	0,13			1,62	1,33	2,2	5,2	57	0,08	5,0	4,1
	В	50-60	0,06			0,52	0,15	0,6	1,3	53	0,14	5,4	4,2
		70-80				7,66	3,63	5,6	16,9	67	4,95	4,9	3,8
18 СК	А1’	3-10	4,66	0,31	1 : 9	15,04	6,33	1,9	23,3	92	0,06	6,4	5,7
	А2’’	15-25	0,15			1,34	0,78	0,9	3,0	70	0,03	6,0	4,4
	В1	40-50	0,05			0,57	0,12	0,4	1,1	63	0,03	5,5	4,1
	В2	65-85	0,07			1,28	0,50	0,9	2,7	66	0,27	5,2	4,1
	В	120-130				3,41	1,92	3,0	8,3	64	2,39	4,8	3,9

Представляет интерес разрез № 18 СК. заложенный в липняке снытьевом 70—80 лет. Перегнойно-аккумулятивный горизонт (А₁) мощностью 36 см имеет темно-серую окраску с буроватым оттенком, который с глубиной усиливается. Далее идет переходный горизонт (А₁В) светло-бурой блеклой окраски, глубины 52 см начинается иллювиально-метаморфический горизонт желтовато-бурой окраски в верхней части (52—79 см) крупными пятнами коричневого цвета. Со 105 см начинается сизовато-красно-бурая плотная валунная супесь.

Каких-либо морфологических признаков оподзоливания профиле этого разреза нельзя обнаружить. Однако данных сокращенного валового анализа вскрыли заметное обеднение глиноземом нижней части перегнойно-аккумулятивного горизонта (15—25 см) и переходного к нижележащему (40—50 см) что указывает на прохождение этой почвы в прошлом через подзолистый период почвообразования. Другие данные (табл. 21) также показывают обедненность обменными основаниями и меньшую насыщенность основаниями переходного горизонта. В дальнейшем под влиянием изменений в составе растительности произошло обогащение верхнего слоя почвы перегноем, закрасившим бывший белесый подзолистый горизонт. В процессе биологического круговорота верхняя часть почвенного профиля была обогащена глиноземом, обменным кальцием и магнием, но это обогащение не дошло до нижней части бывшего подзолисто го горизонта.

По высоким водораздельным гребням в пределах IV террасы слой песчаных отложений значительно мощнее, и залегающие под ними суглинок не мог быть вскрыт почвенными разрезами. То же самое имеет место на округлых холмообразных возвышениях типа уже упомянутого Игишева бугра. Эти местообитания отличаются большей сухостью (ксерофитностью). В связи со сказанным описываемые повышенные части IV террасьы заняты преимущественно сосняками с угнетенным подлеском из липы. В травяном покрове преобладают растения, свойственные сухим местообитаниям: осоки верещатниковая и пальчатая (Carex ericetorum и C. digitata), фиалка песчаная (Viola arenaria), герань кровяно-красная (Ceranium sanguineum), вейник наземный (Calamagrostis arundinacea), ландыш (Convallaria majalis) и другие.

Подобная растительность обусловливает меньшее накопление в почве перегноя и меньшую аккумуляцию в верхнем слое азота, кальция, магния, алюминия и т.д. Это приводит к образованию светло-бурых лесных песчаных почв, у которых окрашенный перегноем слой не превышает 20 см и имеет светлую окраску. Иллювиально-метаморфический горизонт также слабо развит.

На примере данных анализа разреза № 680 (табл. 22) можно видеть, что эти почвы бедны перегноем, обладают невысоким содержанием обменных оснований, обнаруживают значительную кислотность и ненасыщенность основаниями. В этом отношении они стоят ближе к почвам подзолистого типа. Морфологическое строение профиля и сравнительно узкое соотношение (N : C) сближает их с типом бурых лесных почв.

Таблица 22

Химические свойства почв суборей по песчаным грядам IV террасы

№ разреза	Горизонт	Глубина взятия образца в см	Перегной в %	Азот в %	N:C	Обменные катионы в м-экв. на 100 г почвы				V, %	pH суспензии
						Ca	Mg	H гидро-лит.	Сумма		H2O	KCl
680	А1’	2-6	1,50	0,08	1 : 22	1,34	0,41	2,6	4,35	40	5,1	4,1
	А1’’	10—14	0,18			0,35	0,10	1,1	1,45	31	5,2	4,1
	В1	26—36	0,10			0,64	0,18	0,7	1,52	54	5,4	4,3
	В2	55-65				0,57	0,17	0,2	0,94	79	6,9	5,0
	В3	90—100				0,69	0,25	0,2	1,14	82	6,1	5,0

Почвы первой террасы или поймы реки Мокши

Река Мокша окаймляет территорию заповедника с запада, образуя довольно широкую пойму с рядом озер-стариц.

Условия почвообразования в современных речных поймах характеризуются ежегодным отложением во время паводка слоя наилка и чередованием в году контрастных водно-воздушных режимов. В период паводка и первую половину лета почва насыщена влагой и аэрация затруднена, во вторую половину лета имеет место значительное иссушение почвы и возрастание аэрации.

Почвообразующими породами служат аллювиальные отложения различного механического состава. В описываемой части поймы р. Мокши преобладают глинистые и суглинистые отложения, иногда с песчаными прослойками.

В прошлом описываемая первая терраса была занята пойменными дубравами, в настоящее время большей частью вырубленными. На месте дубрав получили развитие вторичные луга. Небольшие уцелевшие участки дубрав дают некоторое представление о бывшей ранее растительности, но и они сильно изменены рубками.

В прирусловой части поймы на суглинистых аллювиальных отложениях развиты светлые дубравы со значительным участием вяза. Деревья увиты хмелем. В травяном покрове преобладает крапива. Почвы черноземовидные пойменные. В центральной части на глинистом аллювии их сменяют дубняки липняково-крапивовые с меньшим участием вяза. Почвы черноземовидные пойменные. Черноземовидные почвы поймы имеют значительной мощности перегнойный горизонт, окрашенный во влажном состоянии в черный цвет, который при высыхай переходит в темно-серый. Мощность этого горизонта 60—80 см. С глубиной он переходит в серовато-сизый оглеенный горизонт.

В притеррасной части проходит полоса черноольшаников в иловато-глеевых почвах. Черноольшаники с присущими им почвами развиты также по поймам мелких рек и речек, притоков Мокши.

Природные условия в пойме сильно нарушены влиянием хозяйственной деятельности. Их изучение не представляло интереса для выяснения связи между лесной растительностью и свойствами почвы. Поэтому они были исключены из планов химико-аналитических исследований.

Лесорастительные свойства почв заповедника

Лесорастительные свойства почв заповедника в значительной степени зависят от характера почвообразующих и подстилающих пород, от глубины залегания и характера грунтовых вод, влияния верховодки, степени изменения почвообразующих пород под влиянием растительности.

По условиям почвообразования на территории заповедника можно выделить несколько категорий местообитаний, представлявших по обеспечению элементами питания различную среду для поселения растительности.

Первую категорию образуют мощные древнеаллювиальные пески второй и третьей террас, представляющие среду наиболее бедную элементами зольного питания. Различия между почвами на этих породах обусловлены влиянием рельефа, глубиной залегания грунтовых вод и соответствующими изменениями в характере растительности. По условиям зольного питания к ним близки надморенные пески, образующие небольшой контур в восточной части заповедника. На этих материнских породах мы встречаем весь комплекс типов лесных насаждений от сосняка лишайникового до сосняка сфагнового включительно. Однако отнесение рассматриваемых типов местообитания к ряду боров не вполне согласуется с продуктивностью развитых на них сосновых древостоев. Как правило, в каждом типе насаждений от сосняка лишайникового и до сосняка черничникового древостой на один класс бонитета выше, чем это свойственно боровым комплексам на мощных кварцевых песках.

Для объяснения описанного явления было произведено сопоставление (табл. 23) содержания обменных оснований в почвах Мордовского заповедника (МГЗ) с их содержанием в почвах борового комплекса Брянского опытного лесничества (БОЛ). Сделанное сопоставление показало, что почвы МГЗ значительно богаче обменными основаниями, чем почвы тех же типов лесных насаждений БОЛ. При сравнительно невысокой потребности в требовательности сосны к элементам зольного питания этих различий, по-видимому, достаточно для повышения класса бонитета. Напомним, что из всех элементов питания сосна в наибольшем количестве берет из почвы азот и кальций.

Таблица 23

Сопоставление содержания обменных оснований в чистых сосновых насаждениях Мордовского государственного заповедника (МГЗ) и Брянского опытного лесничества (БОЛ)

Тип лесного насаждения	Pin. cladinosum				Pin. vacciniosum				Pin. myrtillosum
Содержание обменных оснований в м-экв. на 100 г почвы	Ca		Mg		Ca		Mg		Ca		Mg
Пункт	БОЛ	МГЗ	БОЛ	МГЗ	БОЛ	МГЗ	БОЛ	МГЗ	БОЛ	МГЗ	БОЛ	МГЗ
Горизонт А1	0,1	0,9	0,1	0,2	0,3	2,2	0,2	0,4	0,1	2,6	0,1	0,7
Горизонт А2или А2В1	0,05	0,3	0,05	0,1	0,05	0,4	0,05	0,1	0,05	0,5	0,05	0,2
Горизонт В1	0,1	0,3	0,1	0,1	0,2	0,5	0,01	0,2	0,05	0,4	0,05	0,1
Класс бонитета	IV	II-III	IV	II-III	II	I-II	II	I-II	II-III	II	II-III	II

Изложенное служит основанием к отнесению описываемых местообитаний к переходному ряду между борами и суборями. Не исключена возможность, что некоторые из членов этого переходного ряда стоят ближе к суборям. Следует учитывать, что природное строение лесных насаждений в прошлом было изменено вырубкой подроста липы на лыко.

В условиях Мордовского заповедника мы встречаем на мощных кварцевых песках типичные сосняки липняково-брусничниковые и липняково-черничниковые, на бурых лесных остаточноподзолистых почвах, которые должны быть отнесены к суборям, а также сосняки липняково-широкотравные на бурых лесных почвах, характерные для сложных суборей. Названные типы леса связаны серией постепенных переходов.

Проникновение липы и сопутствующего ей дубравного широкотравья под полог соснового бора на мощных кварцевых песках происходит в первую очередь в тех местообитаниях, где в толще кварцевых песков имеются пробойки пылеватого суглинка на глубине 1,5—2 м. Здесь имеются более благоприятные условия для поселения и развития липы. Однако имеются сосняки липняково-широкотравные на бурых лесных почвах, в которых нарушение однородности песчаной толщи суглинистыми прослойками не было обнаружено в почвенных разрезах до глубины 2,5—3 м.

Сказанное дает основание предполагать, что в данном случае мы имеем один эволюционный ряд типов леса и типов местообитаний от боров к сложным суборям, обусловленный нарастанием благоприятных лесорастительных свойств почв под воздействием леса.

Вторую категорию первичных местообитаний представляют маломощные кварцевые пески IV террасы, подстилаемые на глубине 1—2 м валунным песчанистым суглинком. Близкое залегание суглинка существенно повышает условия зольного питания и в то же время благоприятствует не только большему обеспечению растительности влагой, но и развитию процессов оглеения и заболачивания. Лучшая обеспеченность элементами зольного питания в сочетании с условиями увлажнения способствовала развитию еловых лесов. На территории IV террасы ельники занимают значительную площадь. Имеются основания утверждать, что в прошлом они имели ещё большее распространение.

Описанные условия, благоприятствующие развитию растительности, были одной из причин более раннего проникновения под полог хвойных лесов IV террасы широколиственных древесных пород. Следует также принимать во внимание больший абсолютный возраст этой террасы по сравнению с ранее рассмотренными. Этим следует объяснить отсутствие в современном ландшафте IV террасы ельников и сосняков-зеленомошников. Об их былом распространении свидетельствует лишь остаточная оподзоленность многих почвенных профилей. На большей части территории достигнуты последующие стадии эволюции леса — образование сосняков (ельников) липияково-черничниковых (реже брусничниковых) и липняково-широкотравных. Кроме липы, в строении леса начинают принимать участие лещина и дуб, изредка встречается ясень.

Возрастающая концентрация в верхней части почвенного профиля азота и зольных элементов в совокупности с другими изменениями в свойствах почвы, происходящих под воздействием лесной растительности, существенно изменяет первоначальные лесорастительные свойства местообитания. В результате создаются новые лесорастительные свойства, делающие возможным развитие более требовательных к почвенным условиям типов леса. Соответственно с этим идет переход от подзолов хвойно-моховых лесов к бурым лесным остаточноподзолистым почвам, а затем к бурым лесным почвам хвойно-липняково-широкотравных лесов.

Таким образом, первичные категории местообитаний под воздействием эволюционной смены лесных растительных ассоциаций и создаваемых сменяющейся растительностью почв превращаются в новые (вторичные) местообитания, могущие существенно отличаться от первичных. Это приводит к возрастанию количества типов местопроизрастаний, образованию на одной почвообразующей породе двух или более рядов типов местопроизрастаний. В условиях Мордовского заповедника боры эволюционируют в субори. Вместе с тем может иметь место образование сходных по генетическому типу (и виду) почв и характеру лесной растительности типов местообитаний на почвообразующих породах, отнесенных к различным первичным категориям местообитания. В Мордовском заповеднике на бурых лесных почвах, образованных в одних случаях на мощных кварцевых песках, а в других на двучленных породах (пески, подстилаемые суглинком) развиты сосняки липняково-снытьевые 1А бонитета. Это обусловлено изменением первоначальных свойств названных материнских пород под влиянием почвообразовательного процесса. Следует, однако, учитывать, что, достигнув одинакового лесорастительного эффекта, сопоставляемые местообитания продолжают существенно отличаться по потенциальным возможностям.

Совершенно особую категорию местообитания представляют почвы поймы р. Мокши и её притоков. Глинистый и суглинистый механический состав алювия, ежегодный принос элементов питания водами паводка, близкое залегание грунтовых вод делают возможным развитие здесь пойменных дубрав. В притеррасной части, а также по понижениям центральной поймы и в поймах небольших речек, где выклиниваются почвенные воды, создавая условия повышенного увлажнения при наличии проточности заболачивающих вод, проходят полосы черноольшаников. Для них характерен избыток влаги и элементов пищи, приносимый проточными водами.

Таким образом, на внепойменных элементах рельефа Мордовского заповедника представляется возможным выделить по степени обеспеченности элементами питания местообитания, принадлежащие: 1. борам, близким к суборям (ряд А—Б), 2. простым суборям (ряд Б). 3. сложным суборям (ряд С). В пойменной части выделяются ещё дубравы (ряд Д). Дальнейшее подразделение местообитания, согласно классификационной схеме П.С. Погребняка (1) основано на особенностях водно-воздушного режима.

Суммирование изложенных закономерных связей между лесной растительностью и почвенными условиями местообитания с наибольшей наглядностью можно представить при их нанесении на классификационную сетку П. С. Погребняка (табл. 25). На прилагаемой схеме в каждой клетке таблицы показан тип лесного насаждения по классификации В.Н. Сукачева (Наименование типов леса даны по материалам исследовании в Мордовском заповеднике Б.П. Иваненко и Н.И. Кузнецова), генетическое наименование почвы, почвообразующей и подстилающей породы, класс бонитета древостоя. Размещение всех этих сведений в классификационной сетке делает более наглядным связь с обеспеченностью физиологически доступными элементам питания и режимом влажности. Подобный способ изображена уже был ранее использован (4).

Таблица 24

Зависимость между почвенными условиями местопроизрастания, породным составом лесонасаждений и их бонитетом

Почва		Класс бонитета древостоя
Генетический тип и вид	Материнская и подстилающая порода	Сосна	Ель	Береза	Осина	Липа	Дуб	Ольха
Слабодерновые слабоподзолистые	глубокие пески	III
Слабодерновые среднеподзолистые		II-I		II
Слабодерновые средне- и сильноподзолистые слабосреднеоглеенные		II		III
Торфянисто-глеевые		III-IV
Торфяно-глеевые		IV-V
Бурые лесные	глубокие пески и пески, подстилаемые суглинком	I	I-II	I-II	I-II	II
Светло-бурые лесные	валунные пески	II		II
Бурые лесные остаточноподзолистые	глубокие пески и пески, подстилаемые суглинком	II	II-III	II	II-III
Иловато-глеевые				III				II-III
Черноземовидные поймы	глинистый и суглинистый аллювий				I-II		II-III

Различные древесные породы отличаются неодинаковым отношением к почвенным условиям местопроизрастания. Сопоставление почвенной карты с планом лесонасаждений позволило установить приуроченность отдельных наиболее распространенных древесных пород к определенным почвенным условиям, а также выявить зависимость между бонитетом древостоя и свойствами почвы.

Таблица 25

Зависимость между почвенными условиями местообитания и типами леса в Мордовском государственном заповеднике

Условия питания   Условия увлажнения	Нарастание условий обеспеченности физиологически доступными элементами питания
	А (переходные к В)	В	С	Д
1. сухие	А1В1Сосняк «остепненный» Сосняк лишайниковый Бонитет: II—III Почвы: слабодерновые слабо- и среднеподзолистые на глубоких песках
2. свежие	А2В2 Сосняк ландышевый Сосняк брусничниковый Сосняк зеленомош Бонитет: I, II Почва: слабодерновая среднеподзолистая на глубоких песках	В2Сосняк липняково-брусничниковый Бонитет: I Почва: бурая остаточноподзолистая песчаная	С2Сосняк липняково- осоковый Березняк злаковоразнотравный Бонитет: сосна I А Почва: бурая лесная на глубоких песках, иногда с линзами суглинка
3. влажные	А3В3Сосняк черничниковый Бонитет: II Почвы: слабодерновые средне-и сильноподзолистые слабо-и среднеоглеенные на глубоких песках	В3Сосняк липняково-черничниковый Ельник липняково-кисличниковый Березняк липняково-кисличниковый Осинник елово-липняково-осоковый Бонитет: сосны I, ели II Почва: бурая лесная остаточноподзолистая среднеоглеенная песчаная	С3Сосняк липняково-снытьевый Липняк снытьевый Березняк липняковоосоковый Осинник липняковоосоковый Бонитет: Сосна I А; липа II Почва: бурая лесная на песках, подстилаемых суглинком
4. сырые	А4Сосняк молиниево-долгомошниковый Бонитет: IV Почва: торфянисто-глеевая	В4Сосняк черничниково-долгомошниковый Бонитет: III Почва: торфянисто-подзолистая сильнооглеенная	С4Сосняк липняково кисличниковый Ельник ручейниковый Бонитет: I Почва: бурая лесная оглеенная	Д4Дубняк вязово-черно-папоротниковый Дубняк липово-крапивный Бонитет: дуб II, III Почва: черноземовидная пойменная
5. болота	А5Сосняк сфаговый Бонитет: IV—V Почва: торфяно-глеевая	В5Сосняк осоково-сфагновый Бонитет: IV Почва: торфяно-глеевая	С5Ольшаник таволго-крапивный Березняк ольхово-папоротниковый Бонитет: ольха II, III. Почва: перегнойно-глеевая

Из этого сопоставления (табл. 24) видно, что сосновые и березовые насаждения встречаются почти на всех внепойменных почвах. Наиболее высокой продуктивности они достигают на бурых лесных почвах. Еловые и осиновые леса были распространены главным образом на бурых лесных и бурых лесных остаточноподзолистых песчаных и супесчаных почвах на песке, подстилаемых суглинком. Лучший рост они показывают на бурых лесных неоподзоленных супесчаных почвах, на песке, подстилаемых суглинком. Чистые липовые насаждения были встречены преимущественно в этих условиях.

Заключение

Изучение природного процесса смены лесной растительности и обусловленного этой сменой изменения лесорастительных свойств почв позволяет высказать некоторые соображения о путях повышения продуктивности лесов заповедника.

Из предыдущего изложения было видно, что проникновение под полог хвойного леса липы заметно изменяет лесорастительные свойства почвы в сторону их повышения. Опад липы нейтрализует почвенную кислотность, обогащает верхние горизонты элементами питания, что оказывает положительное влияние на продуктивность соснового древостоя. Кроме того, поселение липы приводит к смене зеленомохового покрова дубравным широкотравьем, что ещё более усиливает положительное влияние на почву, а также на почвенные микроорганизмы и фауну, играющие существенную роль в почвообразовании и повышении лесорастительных свойств.

Исходя из сказанного, надлежит всемерно содействовать внедрению и развитию под пологом хвойного леса подроста из липы, которая особенно успешно развивается в Мордовском заповеднике. В прошлом липу в больших количествах вырубали на лыко, следствием чего было ослабление её почвоулучшающего воздействия на почву, вытеснение дубравного широкотравья зелеными мхами, брусникой, черникой и т.д. Условия заповедного режима должны способствовать восстановлению подроста и подлеска из липы.

В меньшей степени на территории заповедника распространены хвойные леса с подростом дуба и подлеском из лещины, которые также оказывают почвоулучшающее влияние. Поэтому в общий план восстановления и реконструкции лесов заповедника должны быть включены и эти породы.

При рубках ухода, санитарных рубках, рубках реконструкции надлежит тщательно оберегать широколиственные породы. Это следует учитывать при рекомендациях соседним лесхозам.

В частности, следует обратить внимание на сохранение широколиственных пород при рубках главного пользования. Промежуточное развитие сложных липняков или других широколиственных насаждений на месте вырубленных сосняков (и ельников) оказывает очень большое почвоулучшающее влияние. В результате улучшаются условия для последующего поколения хвойных пород. Благоприятное влияние на почву оказывает также восстановление лесосек и гарей через березу. Влияние на почву осины пока недостаточно выяснено.

Учитывая большую населенность лесов заповедника охраняемыми животными, надлежит строго регулировать выпас скота, уничтожающего подрост и подлесок из широколиственных пород.

Литература

1. Погребняк П.С., Основы лесной типологии. Киев, 1955.

2. Ремезов Н.П., Смирнова К.М., Быкова Л.Н., Некоторые итоги изучения роли лесной растительности в почвообразовании. Вестник МГУ, 1949, № 6.

3. Ремезов Н.П., Почвы сосновых лесов лесостепи и южных полесий. Почвоведение, 1951, № 5.

4. Ремезов Н.П., Зависимость между почвенными условиями местопроизрастания и типами леса на примере Молого-Шекснинского полесья. Почвоведение, 1955, № 8.

5. Ремезов Н. П., Роль биологического круговорота элементов в почвообразовании под пологом леса. Почвоведение, 1956, № 7.

6. Смирнова К.М., Потребление и круговорот элементов питания в липняках Мордовского государственного заповедника. Вестник МГУ, 1952, №6.

7. Старостина 3.М., Геологическое строение северо-восточной части 73 и северо-западной части 91 листа 10-верстной карты. Известия Московского геологического треста, т. 5, 1937.

8. Шумаков В.С., Динамика разложения растительных остатков и взаимодействие продуктов их разложения с лесной почвой. Тр. ВНИИЛХ, вып. 24, Пушкино, 1941 г.

9. Lonnemark, Wiklande, Mattson,The pedography of hydrologie soil series, Annals of the agriculturae Coeiege of Sweden. Uppsola. 1939—1944.

10. Nommik A., Ueber die Zersetzungeschwindigkeit des gefalenen Laubes und der Koniferennadeln und uber den Schwund einiger in ihnen enthaltetten Elemente Zeitschr, f. Bodenkunde und Pflauzenernehrung, 1938, Bd 81/53, H. 1—2.

Труды Мордовского заповедника. Выпуск 1., 1960