Исследование влияния древесной породы на почву методом дискриминантного анализа
https://doi.org/10.19047/0136-1694-2019-96-22-46
Аннотация
Комплексное изучение вопросов взаимоотношения леса и почвы требует подбора пробных площадей с максимально сходными почвенными характеристиками, но различными по типу биоценоза. В исследовании использовали материалы базы данных (БД) “Почвы Карелии”, где собраны многолетние данные о почвах республики Карелия. Цель анализа - выявление почвенных признаков, наиболее подверженных влиянию типа биоценоза. Для анализа были выбраны автоморфные сосновые, еловые и березовые биоценозы, совокупно составляющие 99 % лесных насаждений Карелии, произрастающие на песчаных альфегумусовых подзолистых почвах на песчаной или супесчаной морене, являющихся наиболее распространенными почвами в регионе исследования. Для анализа выбираны следующие горизонты: лесная подстилка (О), элювиальный (Е) и иллювиальный (В). Использовались физико-химические показатели горизонтов почвы: рН (KCl), общее содержание С и N, содержание подвижных соединений P205 и К2О, и валовые содержания SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5. Для определения признаков наиболее разделяющих типы биоценозов применялся дискриминантный анализ. Оценка вклада признаков в разделение всех групп велась по статистике Уилкса. В целом анализ показал, что содержание N и C наиболее четко отражает изменения, происходящие под влиянием леса, как в органической, так и в минеральной части почвы, что подтверждается многочисленными выводами как зарубежных, так и отечественных исследователей.
При поддержке: КарНЦ РАН, государственное задание
Об авторах
А. Н. Солодовников
Институт леса КарНЦ РАН
Россия
Россия
185910, Петрозаводск, ул. Пушкинская, 11
В. А. Рожков
Почвенный институт им. В.В. Докучаева
Россия
Россия
119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2
Список литературы
1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во МГУ, 1961. 491 с.
2. Арчегова И.Б., Кузнецова Е.Г. Влияние древесных растений на химический состав атмосферных осадков в процессе восстановления среднетаежных лесов // Лесоведение. 2011. № 3. С. 34-43.
3. Белоусова Н.И., Мешалкина Ю.Л. Методические аспекты создания почвенно-атрибутивной базы данных // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2009. № 64. C. 23-33.
4. Быковская Т.К., Евдокимова Т.И. О характере растительного опада и влиянии его на процессы почвообразования в разных типах леса Звенигородской биостанции // Почвы и продуктивность растительных сообществ. М.: МГУ, 1976. С. 148-154.
5. Гаврилов К.А. Влияние составов лесонасаждений на микрофлору и фауну лесных почв // Почвоведение. 1950. № 3. С. 22-39.
6. Дылис Н.В. Структура лесного биогеоценоза // Комаровские чтения, XXI. М.: Наука, 1969. 55 c.
7. Зайцев Б.Д. Лес и почва. М.: Лесная промышленность, 1964. 162 с.
8. Зонн С.В. Влияние леса на почву. М.: Академия наук СССР, 1954. 160 с.
9. Зонн С.В. К вопросу о взаимодействии лесной растительности с почвами // Почвоведение. 1954. № 4. С. 51-60.
10. Карпачевский Л. О. Пестрота почвенного покрова в лесном биогеоценозе. М.: Моск. ун-т, 1977. 312 с.
11. Карпачевский Л.О. и др. Воздействие полога ельника сложного на химический состав осадков // Лесоведение. 1998. № 1. С. 50-60.
12. Карпачевский Л.О. Лес и лесные почвы. М.: Лесн. промышленность, 1981. 264 с.
13. Колесникова В.М. и др. Почвенная атрибутивная база данных России // Почвоведение. 2010. № 8. С. 899-908.
14. Лукина Н.В., Орлова М.А., Исаева Л.Г. Плодородие лесных почв как основа взаимосвязи почва-растительность // Лесоведение. 2010. № 5. С. 45-56.
15. Меняйло О.В. Влияние древесных пород на биомассу денитрофицирующих бактерий в серой лесной почве // Почвоведение. 2007. № 3. С. 331-337.
16. Меняйло О.В. Влияние древесных пород Сибири На скорость минерализации почвенного органического вещества // Почвоведение. 2009. № 10. С. 1241-1247.
17. Мина В.Н. Влияние осадков, стекающих по стволам деревьев, на почву // Почвоведение. 1967. № 10. С. 44-52.
18. МолчановА.А. Влияние леса на окружающую среду. М.: Наука, 1973. 359 с.
19. Морозова Р.М. Минеральный состав растений лесов Карелии. Петрозаводск: Госкомиздат КАССР, 1991. 99 с.
20. Новиков С.Г. Базы данных по содержанию тяжелых металлов в почвах городов республики Карелии // Бюллетень науки и практики. 2017. № 11. С. 215-220. DOI: 10.5281/zenodo.1048449
21. Перель Т.С. Зависимость численности и видового состава дождевых червей от породного состава лесонасаждений // Зоологический журнал. 1958. Т. 37. № 9. С. 1307-1315.
22. Пристова Т.А., Забоева И.В. Химический состав атмосферных осадков и лизиметрических вод подзола иллювиально-железистого под хвойно-лиственными насаждениями (Республика Коми) // Почвоведение. 2007. № 12. С. 1472-1481.
23. Разгулин C. Минерализация азота в почвах бореальных лесов // Лесоведение. 2008. № 4. С. 57-62.
24. Разнообразие почв и биоразнообразие в лесных экосистемах средней тайги / под ред. Н.Г. Федорец. М.: Наука, 2006. 287 с.
25. Раменский Л.Г. Проблемы и методы изучения растительного покрова. Л.: Наука, 1971. 334 с.
26. Ремезов Н.П. Динамика взаимодействия широколиственного леса с почвой // Проблемы почвоведения. М.: Изд-во АН СССР, 1962. С. 101— 148.
27. Ремезов Н.П. О роли леса в почвообразовании // Почвоведение. 1953. № 12. С. 74-83.
28. Ремезов Н.П., Быкова Л.Н., Смирнова К.М. Потребление и круговорот азота и зольных элементов в лесах европейской части СССР. М.: МГУ, 1959. 248 с.
29. Роде А.А. К вопросу о роли леса в почвообразовании // Почвоведение. 1954. № 5. С. 50-62.
30. Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Динамика органического вещества и биологический круговорот в основных типах растительности. М. ; Ленинград: Наука, 1965. 253 с.
31. Рожков В.А. и др. Почвенно-географическая база данных России // Почвоведение. 2010. № 1. С. 3-6.
32. Соколов А.В. Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. 656 с.
33. Солодовников А.Н. Особенности генезиса почв под мелколиственными лесами в среднетаежной подзоне Карелии // Экологогеохимические и биологические закономерности почвообразования в таежных лесных экосистемах. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2009. С. 45-67.
34. Солодовников А.Н. Разработка базы данных “Почвы Карелии” // Материалы международной конференции “Ресурсный потенциал почв -основа продовольственной и экологической безопасности” (1-4 марта 2011 г). СПб.: Издательский дом С.-Петербургского государственного университета, 2011. 304 c.
35. Федорец Н.Г., Бахмет О.Н. Экологические особенности трансформации соединений углерода и азота в лесных почвах. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2003. 240 с.
36. Фридланд В.М. Проблемы географии, генезиса и классификации почв. М.: Наука, 1986. 243 с.
37. Халафян А.А. Statistica 6. Статистический анализ данных. М.: ООО “Бином-пресс”, 2007. 512 с.
38. Чертов О.Г. и др. Динамическое моделирование процессов трансформации органического вещества почв. Имитационная модель ROMUL / под ред. Б.Ф. Апарин: СПбГУ, 2007. 96 с.
39. Шильцова Г.В., Ласточкина В.Г. Влияние полога соснового и березового леса на химический состав осадков в заповеднике “Кивач” // Труды КарНЦ РАН. 2006. № 10. С. 180-185.
40. Шугалей Л.С. Моделирование процессов влияния основных древесных пород на почву // Исследование и моделирование почвообразования в лесных биогеоценозах. Новосибирск: Наука, 1979. С. 79-153.
41. Шумаков В.С. Типы лесных культур и плодородие почв. М: Гослесбумиздат, 1963. 184 с.
42. Angers D.A., Caron J. Plant-induced Changes in Soil Structure: Processes and Feedbacks // Biogeochemistry. 1998. Vol. 42. No. 1. P. 55-72. DOI: 10.1023/A:1005944025343.
43. Augusto L. et al. Impact of several common tree species of European temperate forests on soil fertility // Annals of Forest Science. 2002. Vol. 59. No. 3. P. 233-253. DOI: 10.1051/forest:2002020.
44. Bergkvist B., Folkeson L. The influence of tree species on acid deposition, proton budgets and element fluxes in south Swedish forest ecosystems // Ecological Bulletins. 1995. P. 90-99.
45. Binkley D. The influence of tree species on forest soils: processes and patterns. Christchurch: Lincoln University Press, 1995. P. 1-33.
46. Binkley D., Fisher R.F. Ecology and Management of Forest Soils. John Wiley & Sons. 2013. 368 p.
47. Binkley D., Giardina C. Why do tree species affect soils? The Warp and Woof of tree-soil interactions // Plant-induced soil changes: Processes and feedbacks / ed. Van Breemen N. Dordrecht: Springer Netherlands. 1998. P. 89-106. DOI: 10.1007/978-94-017-2691-7_5.
48. Binkley D., Sollins P. Acidification of soils in mixtures of conifers and red alder // Soil Sci. Soc. Am. J. 1990. Vol. 54. P. 1427-1433.
49. Biohska E. et al. Stand mixing effect on enzyme activity and other soil properties // Soil Science Annual. 2016. Vol. 67. No. 4. P. 173-178. DOI: 10.1515/ssa-2016-0021.
50. Bonnevie-Svendsen C., Gjems O. Amount and chemical composition of the litter from larch, beech, Norway spruce and Scots pine stands and its effect on the soil // Meddelelser fra det norske skogfors0ksvesen. 1957. Vol. 14. P. 111174.
51. Cortez J. Field decomposition of leaf litters: relationships between decomposition rates and soil moisture, soil temperature and earthworm activity // Soil Biology and Biochemistry. 1998. Vol. 30. No. 6. P. 783-793. DOI: 10.1016/S0038-0717(97)00163-6.
52. Froberg M. et al. Dissolved organic carbon and nitrogen leaching from Scots pine, Norway spruce and silver birch stands in southern Sweden // Forest Ecology and Management. 2011. Vol. 262. No. 9. P. 1742-1747. DOI: 10.1016/i.foreco.2011.07.033.
53. Gurmesa G.A. et al. Soil carbon accumulation and nitrogen retention traits of four tree species grown in common gardens // Forest Ecology and Management. 2013. Vol. 309. P. 47-57. DOI: 10.1016/i.foreco.2013.02.015.
54. Hagen-Thorn A. et al. The impact of six European tree species on the chemistry of mineral topsoil in forest plantations on former agricultural land // Forest Ecology and Management. 2004. Vol. 195. No. 3. P. 373-384. DOI: 10.1016/i.foreco.2004.02.036.
55. Hansson K. et al. Carbon and nitrogen pools and fluxes above and below ground in spruce, pine and birch stands in southern Sweden // Forest Ecology and Management. 2013. Vol. 309. P. 28-35. DOI: 10.1016/i.foreco.2013.05.029.
56. Hansson K. et al. Differences in soil properties in adjacent stands of Scots pine, Norway spruce and silver birch in SW Sweden // Forest Ecology and Management. 2011. Vol. 262. No. 3. P. 522-530. DOI: 10.1016/i.foreco.2011.04.021.
57. Helliwell D.R. Floristic diversity in some central Swedish forests // Forestry: An International Journal of Forest Research. 1978. Vol. 51. No. 2. P. 151-161. DOI: 10.1093/forestry/51.2.151.
58. Jamagne M. et al. Creation and use of a European soil geographic database // 15th World Congress of Soil Science. Transactions. 1994. Vol. 6. P. 728742.
59. Jenny H. Role of the Plant Factor in the Pedogenic Functions // Ecology. 1958. Vol. 39. No. 1. P. 5-16. DOI: 10.2307/1929960.
60. Kittredge J. Some characteristics of forest floors from a variety of forest types in California // Journal of Forestry. 1955. Vol. 53. No. 9. P. 645-647. DOI: 10.1093/iof/53.9.645.
61. Klecka W.R. Discriminant analysis. Beverly Hills, California: Sage Publications, 1980. Vol. 19. 71 p.
62. Legare S. et al. Comparison of the understory vegetation in boreal forest types of southwest Quebec // Canadian Journal of Botany. 2001. Vol. 79. No. 9. P. 1019-1027. DOI: 10.1139/cib-79-9-1019.
63. Little R.J.A., Rubin D.B. Statistical Analysis with Missing Data. New York: John Wiley & Sons. 2014. 408 p.
64. Lukina N.V. et al. Assessment of sustainable forest management criteria using indicators of the international programme ICP forests // Contemporary Problems of Ecology. 2013. Vol. 6. No. 7. P. 734-745. DOI: 10.1134/S1995425513070081.
65. Materechera S.A., Dexter A.R., Alston A.M. Formation of aggregates by plant roots in homogenised soils // Plant and Soil. 1992. Vol. 142. No. 1. P. 69-79. DOI: 10.1007/BF00010176.
66. Menyailo O.V., Zech W., Hungate B.A. Tree species mediated soil chemical changes in a Siberian artificial afforestation experiment: tree species and soil chemistry // Plant and Soil. 2002. Vol. 242. No. 2. P. 171-182. DOI: 10.1023/A:1016290802518.
67. Ovington J. Studies of the development of woodland conditions under different trees: the forest floor // The Journal of Ecology. 1954. P. 71-80, DOI: 10.2307/2256979.
68. Petersen H., Luxton M. A Comparative Analysis of Soil Fauna Populations and Their Role in Decomposition Processes // Oikos. 1982. Vol. 39. No. 3. P. 288-388. DOI: 10.2307/3544689.
69. Prescott C.E. The influence of the forest canopy on nutrient cycling // Tree physiology. 2002. Vol. 22. No. 15-16. P. 1193-1200. DOI: 10.1093/treephys/22.15-16.1193.
70. Shi X.Z. et al. Soil Database of 1 : 1 000 000 Digital Soil Survey and Reference System of the Chinese Genetic Soil Classification System // Soil Horizons. 2004. Vol. 45. No. 4.
71. Smith P. et al. A comparison of the performance of nine soil organic matter models using datasets from seven long-term experiments // Geoderma. 1997. Vol. 81. No. 1. P. 153-225. DOI: 10.1016/S0016-7061(97)00087-6.
72. Van Miegroet H., Cole D. The Impact of Nitrification on Soil Acidification and Cation Leaching in a Red Alder Ecosystem // Journal of Environmental Quality. 1984. Vol. 13. No. 4. P. 586-590. DOI: 10.2134/ieq1984.00472425001300040015x.
73. Vesterdal L. et al. Carbon and nitrogen in forest floor and mineral soil under six common European tree species // Forest Ecology and Management. 2007. Vol. 255. No. 1. P. 35-48. DOI: 10.1016/i.foreco.2007.08.015.
74. Youssef R.A., Chino M. Studies on the behavior of nutrients in the rhizosphere I: Establishment of a new rhizobox system to study nutrient status in the rhizosphere // Journal of Plant Nutrition. 1987. Vol. 10. No. 9-16. P. 1185-1195. DOI: 10.1080/01904168709363646.
Рецензия
Для цитирования:
Солодовников А.Н., Рожков В.А. Исследование влияния древесной породы на почву методом дискриминантного анализа. Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2019;(96):22-46. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2019-96-22-46
For citation:
Solodovnikov A.N., Rozhkov V.A. Study of the tree species effect on the soil by means of discriminant analysis. Dokuchaev Soil Bulletin. 2019;(96):22-46. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2019-96-22-46
Просмотров: 657
Послать статью по эл. почте 
