Сезонные особенности температурного режима и влагосодержания почвы на горельниках сосновых лесов юго-западной части Алтайского края

В сухостепной зоне Алтайского края сосна находится за границами ареала своего естественного произрастания [1, 2], поэтому именно здесь она подвержена воздействию множества негативных факторов, главный из которых - неблагоприятные климатические условия с высокими летними температурами и малым количеством осадков [3].

Частичное или полное уничтожение лесными пожарами древесной растительности, травяного покрова, лесной подстилки способствует изменению целого ряда физических условий: освещённости, проникновения влаги в почву, температурного режима воздуха и почвы [1, 2, 48].

Изучение гидротермического режима почв в разные периоды после лесного пожара позволит предсказать направленность постпирогенных сукцессионнных процессов и, тем самым, определить перспективы лесовосстановления. В связи с этим их изучение является важной экологической и лесоводческой задачей.

Целью данной работы было изучение температурных условий и режима влаго-содержания почвы на горельниках ленточных боров юго-западной части Алтайского края в сухостепной климатической зоне.

Объект и методы

Объектом изучения были дерновоподзолистые почвы. Исследования проводились в сосновом бору Угловского лесничества на местах лесных пожаров разного срока давности: 5 и 0,5 лет. В качестве контроля был выбран участок леса не тронутый пожаром.

Измерения температуры почвы осуществлялось электронными термометрами на различных глубинах [9]. Влажность почвенных образцов определялась термостатно-весовым методом [10].

Экспериментальная часть и обсуждение результатов

Исследования выявили, что в почвах подвергшихся пирогенному воздействию в течение периода весна-осень формируются напряжённые температурные режимы поверхностного слоя. В мае максимальные разницы дневных температур поверхности почвы на контроле и на горельнике, где со времени пожара прошло полгода, составляли 10-15°С в зависимости от элементов мезорельефа. На горельнике, где прошёл пожар пять лет назад разница температур поверхностного слоя не такая значительная - 2-5°С в зависимости от элемента мезорельефа. Ночью, наоборот, температура поверхности почвы под естественным древостоем была выше, чем в горелом лесу на 2-5 градусов.

Весной наблюдалось интенсивное поступление тепла в почву на горельниках. Суточные теплопотоки в начале мая достигали значений 160 Вт/м2 на северном склоне и 215 Вт/м2 на вершине горельника пятилетней давности. На горельнике, где пожар произошёл полгода назад теплопо-токи были ещё выше.

Запасы продуктивной влаги весной в метровом слое почвы почти на всех элементах мезорельефа на контроле и горель-никах были практически одинаковы и колебались около значения 30 мм (табл. 1). Такая особенность влагосодержания почв весной может быть следствием того, что растения ещё не вступили в активную стадию влагопотребления.

В конце июня температура поверхности почвы, особенно на горельнике, где пожар прошёл полгода назад прогревалась до 40-45°С. Температура на метровой глубине достигала 19-20°С. На контроле за счёт воздействия древесного полога и лесной подстилки температура на метровой глубине не превышала 14°С.

К середине лета увлажнение почвы существенно снижается (табл.), что создаёт критические условиях произрастания растений с точки зрения влагосодержания. Летом почвенные влагозапасы на горель-никах оказываются выше, чем на контроле, что очевидно связано с процессами транспирации и десукции.

Почвенные потоки тепла в сентябре уменьшаются в сравнении с июнем как по причине снижения коэффициентов теплоёмкости почвенных слоёв, так и из-за уменьшения солнечной инсоляции. За счёт снижения ночных температур воздуха происходило остывание пятидесятисантиметрового слоя почвы, но на метровой глубине температура сохранялась достаточно высокой и достигала 15-17 °С. В начале осени запас продуктивной влаги в метровом слое некоторых участков наблюдения оказался меньше труднодоступных запасов влаги (табл.).

Таблица. Влагозапасы ( мм ) в метровом слое дерново-подзолистой почвы горельников сухостепной зоны Алтайского края на различных экспозициях мезорельефа (ЗТВ-запас труднодоступной влаги; ПЗВ – продуктивные запасы влаги)

Заключение. Условия для естественного восстановления леса в сухостепной зоне Алтайского края в первые пять лет после пожара с точки зрения температурного режима почвы и влагосодержания можно считать критическими.