Почвоведение, 2020, № 9, стр. 1041-1052

ВВЕДЕНИЕ

В результате реализации государственных программ агролесомелиорации на территории России, начиная с 1948 г., было обустроено большое количество полезащитных лесных полос, возраст которых в настоящее время достигает 50–70 лет. Лесополосы в процессе своего функционирования оказывали влияние на качественное состояние почв. Изучение результатов этого влияния проводилось многими исследователями, главным образом, с точки зрения их значимости для повышения плодородия почв. Опубликованные работы касались в основном прикладных аспектов оценки полезащитных лесонасаждений как факторов: а) повышения урожайности сельскохозяйственных культур за счет улучшения водного баланса; б) уменьшения интенсивности почвенной эрозии под воздействием барьерной роли лесопосадок; в) связывания углерода углекислого газа, ведущего к уменьшению парникового эффекта и т. д. [1, 4, 8, 10, 12, 14, 16, 21, 24]. В то же время лесополосы рассматривались и как своеобразные объекты экспериментальной трансформации условий почвообразования, позволяющие расширить и углубить фундаментальные эволюционно-генетические представления о почвах и почвенном покрове. В частности, в этом контексте система лесополосы-почвы может выступать как контролируемая модель формирования и видоизменения почвенного разнообразия, параметры которой заданы в пространственно-временном измерении. В последние годы в географо-генетическом почвоведении вопросам разнообразия почв уделяется все большее внимание, это явление рассматривается в различных пространственных масштабах: глобальном, континентальном, региональном [3, 7, 15, 18–20, 23, 25, 27]. Исследование системы лесополосы-почвы позволяет и на локальном уровне количественно охарактеризовать и привязать к координате абсолютного времени особенности трансформации почвенного покрова и уровня его разнообразия под воздействием внешнего по отношению к почвам фактора, что и составляло цель данной работы.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Полевые исследования проведены в лесостепной зоне юга Среднерусской возвышенности – на ключевом участке “Степное” (рис. 1), расположенном в Губкинском районе Белгородской области, в окрестностях села Степное (координаты центра лесополосы – 50.9988° с. ш., 37.3378° в. д.). Климат территории умеренно-континентальный; согласно метеостанции, расположенной в селе Богородицкое (18 км к северу от участка исследования), среднегодовая температура составляет +7.5°С; среднегодовое количество осадков – 558 мм/год (за период с 2015 по 2019 гг.)

На участке расположена протяженная многорядная лесополоса и прилегающие к ней сельскохозяйственные поля, размер участка 500 × 4000 м. Исследуемая лесополоса отображена на крупномасштабной топографической карте 1981 г., на которой в северной части лесополосы указана высота деревьев 5 м, а в южной части – 8 м, породный состав – клен и ясень. Учитывая, что деревья могут достигнуть такой высоты за 10–15 лет произрастания, возраст лесопосадки определяется примерно в 50–55 лет. Севообороты на прилегающих к лесополосе сельскохозяйственных полях представлены зерновыми культурами; обработка почв, в основном, проводится специализированной сельскохозяйственной техникой методом отвальной вспашки на глубину 25–30 см с оборотом пласта [5].

Лесополоса ориентирована с юга на север и пересекает различные элементы рельефа: водораздельную поверхность, пологие и крутые склоны северной и южной экспозиций, днища ложбин; перепад высот между указанными элементами рельефа составляет 5 м (рис. 2). Участок имеет общий слабый наклон с востока на запад, вследствие чего в весенний период в верховье ложбины, пересекаемом лесополосой и расположенном от нее к востоку, происходит застаивание влаги (рис. 3). В этом же направлении увеличивается степень расчленения рельефа.

Перпендикулярно лесополосе было заложено 10 параллельных трансект, на каждой из которых заложено по 3 точки исследования почв (рис. 1): одна – в осевой части лесополосы (ширина лесополосы составляет от 30 до 50 м), две – на удалении 30 м от ее края по обе стороны к востоку и западу на сельскохозяйственных полях (сокращенно на “В поле” и “З поле”). На каждой точке проведено описание рельефа, растительности, заложен почвенный разрез (точки трансект 7 и 9) или буровая скважина (точки трансект 1–6, 8 и 10) на глубину более 1.2 м. Классификация и диагностика почв выполнена в соответствии с Классификацией и диагностикой почв России [6].

Количество рядов в исследуемой лесополосе варьирует от 5 до 12. Породный состав неоднороден. Основной древесной породой южной части лесополосы (трансекты 1–3) является ясень, встречается клен; высота деревьев составляет 20–25 м, диаметр стволов до 35 см. Количество рядов варьирует от 10 до 12. В подлеске встречаются кизильник (Cotoneaster), робиния обыкновенная (Robinia pseudoacacia). Травянистый покров развит фрагментарно, степень проективного покрытия не превышает 10–15%. Поверхность почв плотно покрыта опадом прошлогодних листьев, встречаются крупные ветки, стволы деревьев. На участке между трансектами 3 и 4 древесная растительность отсутствует (деревья не были высажены). Участок лесополосы, пересекаемый трансектой 4, разрежен, состоит из пяти рядов, представленных березой. Высота деревьев не превышает 25 м, диаметр стволов – до 30 см. Степень проективного покрытия травянистого яруса – менее 30%. В центральной и северной частях лесополосы (трансекты 5–10) древесный ярус представлен кленом, березой, грушей. Количество рядов варьирует от восьми до двенадцати. Высота деревьев не превышает 25 м, диаметр стволов – менее 45 см.

В качестве почвообразующих пород выступают двучленные отложения; верхняя часть представлена карбонатным лёссовидным суглинком, подстилаемым бескарбонатными глинами. Мощность верхнего субстрата в пределах участка исследований варьирует от 60 см до более чем двух метров. Глины встречаются на глубине менее метра в разрезах 7В, 2З, 3З, от 1 до 1.5 метров – в разрезах 3В, 4В, 4Л, 7Л, 7З, 8В и более двух метров – в остальных случаях. Изменение мощности верхнего субстрата не обнаруживает согласованности с рельефом.

Для определения содержания органического углерода в точках опробования были отобраны образцы почв из пахотного горизонта 0–30 см на полях и с глубин 0–10, 10–20, 20–30 см в лесонасаждениях; в почвах, приуроченных к водораздельной поверхности (трансекта 9) и днищу ложбины (трансекта 7), дополнительно отобраны образцы из всех генетических горизонтов. Для определения содержания углекислоты карбонатов были отобраны образцы из карбонатных горизонтов – первый, где наблюдалось вскипание при реакции 10% раствора HCl, но отсутствовали морфологически выраженные карбонатные новообразования, второй – из горизонта с карбонатными новообразованиями. Всего было отобрано 95 образцов на анализ содержания органического углерода, и 33 – на анализ содержания углекислоты карбонатов.

Для оценки контрастности почвенного покрова был использован метод расчета таксономических расстояний, подробно описанный в работах [9, 23]. На первом этапе была создана матрица свойств почв (рис. 4), где строки соответствовали почвенным свойствам, а столбцы – исследуемым почвам. В каждой ячейке матрицы было отмечено наличие (от 0.2 до 1) или отсутствие (0) в почве свойства. В качестве свойств были использованы таксономически значимые характеристики почвенных профилей, а их вес присваивался в соответствии с иерархической системой классификации:

1. Диагностические горизонты PU, AU, BI, BCA (независимо от наличия или отсутствия в них каких-либо других диагностических признаков), вес – 1;

2. Диагностические генетические признаки rh, el, lc, mc, q, g (без их привязки к генетическим горизонтам), вес – 0.5;

3. Градации родовых признаков – двучленность почвообразующей породы, вес 0.3;

4. Градации видовых признаков по мощности гумусового горизонта (среднемощные 50–80 см, мощные 80–120 см), содержания гумуса в верхнем горизонте (среднегумусные 6–9%, малогумусные 4–6%, слабогумусированные <4%), глубине залегания карбонатов (высоко карбонатные 30–50 см, среднекарбонатные 50–80 см, глубоко карбонатные 80–120 см), вес – 0.2.

Всего была использована информация по наличию или отсутствию 19-и свойств, комбинации из которых образуют все исследованные почвы участка. Было принято допущение, что набор введенных в таблицу свойств адекватно описывает почвы ключевого участка. Расчет таксономического расстояния между почвами производился согласно формуле [22]:

где d_ij – таксономическое расстояние между почвами i и j, x_i и x_j – векторы-столбцы матрицы почвенных свойств. Контрастность почв по отношению друг к другу прямо пропорциональна значениям таксономического расстояния. Максимальное значение таксономического расстояния определяется количеством свойств в матрице (то есть общему количеству типовых, подтиповых и т. д. свойств), и баллам, присваиваемым за их наличие или отсутствие в почве; в нашем случае максимально возможное значение таксономического расстояния равно 2.98. Расчет таксономических расстояний был проведен для нескольких различных выборок почв: для выборок, включающих только почвы “В поля” (то есть только 10 почв), только почвы лесополосы (10 почв), только почвы “З поля” (10 почв); для выборок, характеризующих различные элементы рельефа: водораздельной поверхности и пологих склонов (15 почв), почв крутых склонов (12 почв), днища ложбины (3 почвы) и, наконец, для выборки, включающей все 30 исследованных почв. Для каждой выборки были определены средние, медианные, максимальные значения таксономических расстояний.

Статистическая обработка полученных результатов и построение карт проводились при помощи программных продуктов Statistica, QGIS, Surfer. Карты мощности гумусового горизонта, гумусового профиля, содержания Сорг., глубины вскипания почв при реакции с 10%-ным HCl, глубины обнаружения вторичных карбонатов и таксономических расстояний были построены методом ординарного крикинга. Почвенная карта была построена экспертным методом с применением методики, описанной в работе [11].

Количественная оценка почвенного разнообразия была проведена для почвенного покрова лесополосы, “З поля” и “В поля”. В качестве критериев использованы количество почвенных таксонов, образующих почвенный покров (индекс богатства), индексы разнообразия Шеннона (2), Симпсона (3), квадратной энтропии Рао (4), рассчитанные согласно формулам [20, 26]:

где p_i, p_j – доля площади, занимаемая почвами i и j от всего почвенного покрова участка, c – количество почвенных разностей на ключевом участке, d_ij – таксономическое расстояние между почвами i и j.

Индексы разнообразия Шеннона, Симпсона учитывают компонентный состав и долевое участие компонентов в составе почвенного покрова; чем больше количество компонентов, образующих почвенный покров, и чем ближе размеры почвенных ареалов, тем выше значение индекса [20].

Индекс квадратной энтропии Рао, кроме долевого участия и количества компонентов, учитывает степень контрастности между компонентами по отношению друг к другу [26]. В качестве параметра контрастности были использованы значения таксономических расстояний. При одинаковом количестве компонентов и их долевом участии в составе почвенного покрова, разнообразие будет выше там, где больше степень контрастности компонентов по отношению друг к другу.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Почвенный покров ключевого участка характеризуется достаточно широким спектром почв: тремя типами почв, семью подтипами и восемнадцатью видами. На участке встречены следующие виды почв: агрочерноземы глинисто-иллювиальные среднемощные малогумусные среднекарбонатные (Luvic Chernozem (Loamic, Aric, Pachic), разрезы 1З, 4З, 10З, 3Л, 5Л), агрочерноземы мицелярные среднемощные слабогумусированные среднекарбонатные (Haplic Chernozem (Loamic, Aric, Pachic), разрезы 1В, 9В, 8З), агрочерноземы глинисто-иллювиальные глубокоглееватые мощные малогумусные на двучленных почвообразующих породах (Luvic Stagnic Chernic Phaeozems (Loamic, Aric, Pachic), разрезы 3В, 4Л, 2З), агрочерноземы мицелярные мощные малогумусные среднекарбонатные (Haplic Chernozem (Loamic, Aric, Pachic), разрезы 10В, 5З), агрочерноземы глинисто-иллювиальные среднемощные малогумусные глубококарбонатные (Luvic Chernic Phaeozems (Loamic, Aric, Pachic), разрезы 1Л, 2Л), агрочерноземы глинисто-иллювиальные стратифицированные элювиированные глубокоглееватые мощные слабогумусированные на двучленных почвообразующих породах (Luvic Greyzemic Stagnic Chernic Phaeozems (Loamic, Aric, Novic, Pachic), разрезы 7В, 7З), агрочерноземы мицелярные среднемощные малогумусные среднекарбонатные (Haplic Chernozem (Loamic, Aric, Pachic), разрезы 2В, 9З), агротемногумусовая элювиированная глубокоглееватая мощная слабогумусированная на двучленных почвообразующих породах (Greyzemic Stagnic Chernic Phaeozem (Loamic, Aric, Pachic), разрез 4В), агрочернозем миграционно-мицелярный мощный малогумусный среднекарбонатный (Haplic Chernozem (Loamic, Aric, Pachic), разрез 5В), агрочернозем глинисто-иллювиальный глубокоглееватый среднемощный слабогумусированный на двучленных почвообразующих породах (Luvic Stagnic Chernic Phaeozems (Loamic, Aric, Pachic, Raptic), разрез 3З), агрочернозем глинисто-иллювиальный глубококвазиглееватый мощный слабогумусированный глубококарбонатный на двучленных породах (Luvic Stagnic Chernic Phaeozems (Loamic, Aric, Pachic), разрез 8В), агрочернозем глинисто-иллювиальный мощный малогумусный глубококарбонатный (Luvic Chernozem (Loamic, Aric, Pachic), разрез 6Л), агрочернозем глинисто-иллювиальный мощный слабогумусированный глубококарбонатный (Luvic Chernozem (Loamic, Aric, Pachic), разрез 6З), агрочернозем глинисто-иллювиальный среднемощный среднегумусный среднекарбонатный (Luvic Chernozem (Loamic, Aric, Pachic), разрез 10Л), агрочернозем глинисто-иллювиальный среднемощный слабогумусированный глубококарбонатный (Luvic Chernozem (Loamic, Aric, Pachic), разрез 6В), агрочернозем глинисто-иллювиальный среднемощный среднегумусный глубококарбонатный (Luvic Chernozem (Loamic, Aric, Pachic), разрез 9Л), агрочернозем глинисто-иллювиальный стратифицированный элювиированный глубокоглееватый мощный малогумусный на двучленных почвообразующих породах (Luvic Greyzemic Stagnic Chernic Phaeozems (Loamic, Aric, Novic, Pachic), разрез 7Л), агрочернозем мицелярный среднемощный среднегумусный среднекарбонатный (Haplic Chernozem (Loamic, Aric, Pachic), разрез 8Л).

Рассмотрим характеристики почв по изученным трансектам. В пределах водораздельной поверхности, к которой приурочена трансекта 9, почвы представлены агрочерноземами мицелярными на полях (разрезы 9В, 9З) и агрочерноземом глинисто-иллювиированным в пределах лесополосы (разрез 9Л). Почвы полей на этой трансекте слабо отличаются друг от друга; их гумусовые горизонты выщелочены от карбонатов, новообразования в виде диффузных пятен карбонатов и тонких трубочек встречаются в нижележащем переходном горизонте ABca на глубине 50 см в разрезе 9В и 83 см в разрезе 9З. В подстилающем аккумулятивно-карбонатном горизонте диагностированы рыхлые сегрегации карбонатов, обнаружены следы периодического переувлажнения в виде разрозненных редких оливковых и буровато-ржавых пятен (диаметром до 1 см) и железо-марганцевых примазок. Мощности гумусового горизонта и содержание органического углерода в почвах разрезов 9Л и 9З близки (рис. 5) и превышают таковые в почве разреза 9В. Содержание С_орг в верхней части гумусового горизонта варьирует от 2.8 до 4.2%.

В почве лесополосы водораздельной трансекты 9, в отличие от почв полей, под выщелоченным от карбонатов гумусовым горизонтом на глубине 70–115 см залегает глинисто-иллювиальный горизонт BI. Для него характерно наличие тонких глянцевых пленок на гранях структурных отдельностей более темного цвета в сравнении с цветом внутрипедной массы. Карбонатные новообразования в виде диффузных пятен и трубочек встречаются с глубины 115 см в горизонте BCA. В горизонтах BI и BCA диагностированы признаки периодического переувлажнения почв в виде единичных оливковых и охристых зон диаметром до 1 мм и железо-марганцевых примазок. Таким образом, основное отличие почв полей от почвы лесополосы на водораздельной поверхности в пределах трансекты 9 заключается в наличии глинисто-иллювиального горизонта в почве под древесной растительностью и отсутствие такового в почвах под агроценозами. Данная особенность может быть обусловлена усилением процесса внутрипочвенного перемещения глинистых частиц под древесной растительностью в сравнении с травянистой, как это было показано в работах [2, 13].

Тренд к усилению проявления глинисто-иллювиального процесса в почвах под лесополосой, в сравнении с почвами полей, повторяется и в других исследованных почвах водораздельной поверхности (трансекты 2, 5) и пологих склонов (трансекты 1, 10). Отметим, что формирование горизонта BI на ключевом участке происходит не только в почвах лесополосы, но и в некоторых почвах полей (например, разрезы 1З, 10З), однако мощность горизонта, целостность и толщина кутан в почвах лесополосы в сравнении с сопряженными почвами полей всегда выше. В целом, почвы водораздельной поверхности и пологих склонов обладают наименьшей контрастностью по отношению к другим почвам ключевого участка (табл. 1).

Почвы днища ложбины (трансекта 7) представлены агрочерноземами глинисто-иллювиальными стратифицированными элювиированными глубокоглееватыми. Общей особенностью всех трех почв является повышенная мощность пахотного горизонта: 54 см в разрезе 7В, 40 см в разрезе 7Л и 55 см в разрезе 7З. Такая мощность может быть обусловлена периодической аккумуляцией твердофазного вещества на поверхности почв, переносимого водными потоками с вышележащих участков рельефа, и вовлечением этого материала в процесс распашки. Заметно меньшая мощность старопахотного горизонта под лесополосой в сравнении с аналогичными горизонтами почв полей, может быть обусловлена противоэрозионным действием лесополосы, приведшей к накоплению материала на поверхности почвы перед лесополосой и уменьшением выноса материала с поверхности почвы за лесополосой. Под гумусовым горизонтом во всех почвах ложбины залегает переходный бурый с темно-серым оттенком и выраженной белесой присыпкой по граням комковато-ореховатых структурных отдельностей горизонт ABel. В нижележащем горизонте BIel белесая присыпка покрывает тонкие глинистые кутаны; как и в случае с почвами водораздельной поверхности и пологих склонов, горизонт BIel обладает лучшей степенью выраженности и большей мощностью в почве под лесополосой. В почвах “В поля” и “З поля” нижняя часть переходного к почвообразующей породе горизонта BDg характеризуется явными признаками переувлажнения – встречаются сизовато-охристые зоны оглеения, поверхность педов покрыта тонкими кутанами сизоватого оттенка, в значительном количестве присутствуют мелкие железо-марганцевые примазки; в почве лесополосы признаки переувлажнения присутствуют только в виде тонких прерывистых кутан сизоватого оттенка и железо-марганцевых примазок. Во всех почвах трансекты 7 отсутствуют карбонаты. Содержание органического углерода имеет поверхностно-аккумулятивный элювиально-иллювиальный характер в почвах лесополосы и “В поля”, аккумулятивный – в почве “З поля” (рис. 5, Б). Вероятно, такие особенности профильного распределения отражают особенности намыва гумусированного материала в днище ложбины. Содержание гумуса в верхнем горизонте варьирует от 3.9 до 6%. Почвы днища ложбины обладают очень высокими средними и медианными значениями таксономических расстояний (рис. 6), что свидетельствует об их высокой степени отличия от других почв ключевого участка; при этом сами по себе почвы ложбин слабо отличаются друг от друга (табл. 1).

Почвы крутых склонов (уклоны 4°–6°) представлены агрочерноземами глинисто-иллювиальными (разрезы 6В, 3Л, 6Л, 4З, 6З), в том числе глубокоглееватыми (разрезы 3В, 4Л, 3З), глубококвазиглееватыми (разрез 8В), агрочерноземами мицеллярными (8Л, 8З), а также агротемногумусовой элювиированной глубокоглееватой (4В). Последняя почва является наиболее необычной в генетическом плане, в сравнении с другими почвами исследуемого участка. В этой почве морфологический профиль имеет гумусовую прокраску до глубины 110 см, ниже залегает подстилающая порода – желтовато-бурая с сизоватостью глина. До глубины 80 см цвет почвы темно-серый, ниже он становится белесовато-серым, на гранях структурных отдельностей появляется белесая присыпка, ее количество увеличивается вниз по почвенному профилю. На глубине 100–110 см почва характеризуется серовато-белесым цветом, встречаются сизые и буровато-желтые пятна. На основании указанных выше морфологических признаков, в почве были выделены следующие горизонты: PU (0–30 см)–AU (30–80 см)–AUel (80–100 см)–ADel (100–110 см)–Dg (110–160… см). Отсутствие иллювиального горизонта при наличии признаков элювиирования в горизонтах AUel и ADel в этой почве может свидетельствовать о выраженности латерального глее-элювиального выноса продуктов почвообразования, который обусловлен подстиланием верхней более легкой части почв водоупорной глинистой толщей. Эта почва (разрез 4В) характеризуется наибольшим средним и медианным значением таксономического расстояния (рис. 6), что позволяет считать ее наиболее отличающейся от всех других исследованных почв ключевого участка.

В целом, расчет таксономических расстояний между почвами, приуроченными к “В полю”, между почвами, формирующимися в пределах лесополосы, и между почвами, приуроченными к “З полю” (то есть при группировке почв в соответствии с характером землепользования и пространственным положением относительно лесополосы; в каждой выборке по 10 почв) показывает, что почвы лесополосы наименее контрастны по отношению друг к другу, чем почвы полей. При этом максимальной контрастностью по отношению друг к другу характеризуются почвы “В поля”, как по средним, так и по медианным значениям таксономических расстояний (табл. 1).

На рис. 2 отображена почвенная карта ключевого участка (почвы диагностированы на уровне подтипа); наибольшие площади приходятся на агрочерноземы мицеллярные, затем, в порядке убывания площадей, агрочерноземы глинисто-иллювиальные, агрочерноземы глинисто-иллювиальные глубокоглееватые, агрочерноземы глинисто-иллювиальные стратифицированные элювиированные глубокоглееватые, агрочерноземы миграционно-мицеллярные, агрочерноземы глинисто-иллювиальные глубококвазиглееватые и агротемногумусовые элювиированные глубокоглееватые. Максимальное количество компонентов, с которыми соседствуют почвенные ареалы, равно трем, и наблюдается для ареалов агрочерноземов глинисто-иллювиальных стратифицированных элювиальных глубокоглееватых и для ареала агрочернозема мицеллярного. В среднем, почвенные ареалы соседствуют с двумя компонентами. Мы предполагаем, что структура почвенного покрова ключевого участка может быть охарактеризована как пятнистости агрочерноземов мицеллярных, миграционно-мицеллярных и глинисто-иллювиальных на водораздельной поверхности, на склонах – неупорядоченно-полосчатые вариации водно-миграционного и, в меньшей степени, эрозионного генезиса агрочерноземов мицеллярных и миграционно-мицеллярных, агрочерноземов глинисто-иллювиальных, в том числе глубокоглееватых и глубококвазиглееватых, агрочерноземов глинисто-иллювиальных стратифицированых элювиированных глубокоглееватых, сочетаниями агрочерноземов глинисто-иллювиальных глубокоглееватых и агротемногумусовых глубокоглееватых элювиированных.

Если обратить внимание на отдельные свойства почв (табл. 2, рис. 2), то можно отметить, что почвы, формирующиеся под лесополосой, обладают наименьшим разбросом значений в мощности гумусового горизонта, всего гумусового профиля и содержания органического углерода. Для этих почв, в целом (если не учитывать почвы, формирующиеся при близком залегании к поверхности бескарбонатных глин), характерны более глубокое вскипание при реакции с 10% р-ром HCl и обнаружение вторичных карбонатов, что также подтверждается работами [2, 17] по изучению стадиальности изменения карбонатного профиля черноземов при заселении их лесной растительностью. Для почв “В поля” характерен наибольший разброс значений этих величин. По-видимому, почвы “В поля” формируются в наиболее контрастных условиях увлажнения. Закономерно, по направлению от почв “В поля” к почвам лесополосы и почвам “З поля” (вслед за наклоном поверхности и по предполагаемому направлению общего движения водных потоков) происходит увеличение содержания карбонатов как в горизонте вскипания почвы при реакции с 10% HCl (но при выраженном отсутствии новообразований), так и в горизонте с карбонатными новообразованиями.

В табл. 3 приведены значения индексов разнообразия; среди факторов, обусловливающих пространственное разнообразие почв ключевого участка, важную роль играют неоднородность строения почвообразующих пород (локальные выходы бескарбонатных глин) и лесонасаждения. Двучленное строение почвообразующих пород диагностировано в четырех разрезах почв “В поля”, трех разрезах почв “З поля” и двух разрезах почв лесополосы. Древесные растения выступают в качестве физического барьера, задерживающего снег, подтягивают влагу из глубоких горизонтов и эвапотранспирируют, создают микроклиматические особенности, и тем самым, влияют на процессы перемещения поверхностного и внутрипочвенного стока. В частности, лесополоса способствует сезонному переувлажнению почв “В поля” в пределах ложбины (рис. 3). В результате наложения указанных факторов, участок, прилегающий к лесополосе с востока, характеризуется несколько более высокими количественными показателями почвенного разнообразия (табл. 3). Значения индексов Шеннона, Симпсона и Рао (табл. 3), рассчитанные для почв “В поля” и “З поля” варьируют в пределах 1.42–1.6, 0.86–0.87 и 0.54–0.6 соответственно. Мы предполагаем, что до проведения лесомелиорации, значения индексов разнообразия для почв, находящиеся сейчас под лесополосой, должны приблизительно укладываться в указанные интервалы; вместе с тем, рассчитанные значения индексов для почв лесополосы 50–55-летнего возраста существенно ниже. Таким образом, сравнение индексов разнообразия (табл. 3), средних и медианных значений таксономического расстояния (табл. 1) свидетельствуют об уменьшении пространственного разнообразия почв и их контрастности по отношению друг к другу под лесополосой 50–55-летнего возраста, в сравнении с почвами прилегающих полей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенное исследование почв лесополосы и прилегающих сельскохозяйственных полей, анализ влияния длительно-функционирующих лесонасаждений в агроландшафтах лесостепной зоны на локальное почвенное разнообразие позволило сформулировать следующие выводы:

– полезащитные лесонасаждения за полувековой период приводят к уменьшению контрастности почв по отношению друг к другу непосредственно под лесополосой;

– почвы лесополосы по сравнению с почвами полей характеризуются наименьшими значениями разброса по мощности гумусового горизонта, гумусового профиля и содержания органического углерода;

– более низкие значения индексов разнообразия Шеннона, Симпсона и Рао для почвенного покрова лесополосы, наблюдаемого на фоне более высоких и близких значений этих индексов для почв прилегающих полей, может свидетельствовать об уменьшении пространственного разнообразия почв в результате появления лесонасаждений.