Помощь студентам в учебе
Пирогенный органо-минеральный под-горизонт в подзолах сосновых зеленомошных лесов Ленинградской области
|
1. Введение 3
Цели 4
Задачи 4
Объект исследования 5
Предмет исследования 5
Благодарности 5
2. Обзор литературы 6
Сосновые леса в России и Ленинградской области 6
Пожары в лесах России 7
Восстановление леса после пожара 10
Пути миграции углистых частиц в почву 11
Лесная подстилка 13
Влияние пожара на лесную почву 14
3. Объекты работы 17
4. Методы работы 18
5. Результаты и обсуждение 20
Изменение лесной подстилки при нагревании 20
pH и минерализация в лесной подстилке 22
Морфологическое описание пирогенного под-горизонта 24
Формирование пирогенного под-горизонта 26
Запасы органического вещества в лесной подстилке и пирогенном
под-горизонте Eopyr 27
Вклад детрита в запасы ОВ пирогенного под-горизонта 29
Определение С методом Тюрина в модификации Никитина 31
Определение N методом Несслера 32
Обсуждение 34
6. Заключение 35
Публикации 35
Список литературы 36
Приложение 41
Цели 4
Задачи 4
Объект исследования 5
Предмет исследования 5
Благодарности 5
2. Обзор литературы 6
Сосновые леса в России и Ленинградской области 6
Пожары в лесах России 7
Восстановление леса после пожара 10
Пути миграции углистых частиц в почву 11
Лесная подстилка 13
Влияние пожара на лесную почву 14
3. Объекты работы 17
4. Методы работы 18
5. Результаты и обсуждение 20
Изменение лесной подстилки при нагревании 20
pH и минерализация в лесной подстилке 22
Морфологическое описание пирогенного под-горизонта 24
Формирование пирогенного под-горизонта 26
Запасы органического вещества в лесной подстилке и пирогенном
под-горизонте Eopyr 27
Вклад детрита в запасы ОВ пирогенного под-горизонта 29
Определение С методом Тюрина в модификации Никитина 31
Определение N методом Несслера 32
Обсуждение 34
6. Заключение 35
Публикации 35
Список литературы 36
Приложение 41
Для рационального лесопользования для оценки динамики лесных систем актуально уточнение данных о запасах углерода в лесных почвах. Леса России признаны стоком углерода, но учащающиеся лесные пожары, вызванные человеком, могут перевести лесные системы в источник углекислоты. В последние годы также в связи с теорией глобального потепления из-за роста концентрации парниковых газов в атмосфере возрос интерес к учету запасов органического вещества в наземных экосистемах.
В арктических, бореальных и умеренных экосистемах значительная часть углерода (С) депонирована в почве (Честных и др., 2022). Почвы бореальных лесов являются важнейшим резервуаром почвенного органического вещества, в котором содержится до 30% почвенного углерода экосистем. Около 1% этих лесов ежегодно подвергаются действию пожаров, изменяется структура запасов почвенного С, формируются стабильные соединения пирогенного углерода Сруг (Startsev et al., 2022).
Вклад Сруг в запасы почвенного С, специфика морфологических и физико- химических свойств пирогенных образований в почвенном профиле почти не изучена . В данной работе рассмотрены подзолы иллювиально-железистые в сосновых зеленомошных лесах в поселке Толмачево. Главная лесообразующая порода в данной местности - сосна обыкновенная. Сосняки наиболее пожароопасные леса.
Под действием лесного пожара первые сантиметры почвы нагреваются, а корни растений и деревьев начинают тлеть. Происходит образование древесных углей, сажи и золы, которые с течением времени проникают в почву, изменяя свойства поверхностной толщи. Чаще других горят сосновые леса на песчаных почвах. При этом продуктивность древостоя падает, а количество Сруг, поступающего в почву возрастает. Это неучтенный вклад в депо почвенного углерода.
Сотрудниками кафедр агрохимии и геоботаники при участии студентов СПбГУ проведены комплексные геоботанические и почвенные обследования 6 пробных площадей в сосновых лесах на дренированных песках Ленинградской области. Этот этап работы был поддержан проектом РФФИ «Влияние литогенного фактора на трансформацию органического вещества в почвах сосновых лесов». Составлены геоботанические описания с датировкой лесных пожаров, морфологические описания почв. Отобраны пробы лесной подстилки (по под-горизонтам O’, O”, O’” с площадок 25х25 см), пробы горизонтов минеральной части профиля почв в пятикратной повторности для каждого ключевого участка из ключевых разрезов. По полученным материалам защищены: две магистерские диссертации (Лысков, 2014; Шаяхметова, 2015) по сравнительному изучению трансформации соединений N в подзолах и подбурах, а также бакалаврская (Белолипецкая, 2018) и магистерская (Трунова, 2020) диссертации по изучению рекреационных изменений растительности и почв сухих сосновых лесов (подбуров). Данные по содержанию и запасам пирогенного Gpyr в изученных почвах уточняются в работе аспиранта Б. Мухиева и в текущем проекте РНФ «Запасы и функции пирогенного углерода в почвах сухих сосновых лесов Ленинградской области».
В ходе проделанных работ установлено, что в верхнем наиболее темноокрашенном слое подзолистого горизонта запасы органического вещества составляют 10-40% от запасов в лесной подстилке. Это значительная величина, поскольку сами подстилки дают вклад в запасы метровой толщи лесных почв 20-30% (Алексеев, Бердси, 1994).
Научной группой проекта РНФ предложено выделение верхнего слоя подзолистого горизонта как пирогенного органоминерального под-горизонта Eopyr (Nadporozhskaya et al., 2022).
Цель работы
► Изучить пирогенный органо-минеральный под-горизонт Eopyr на качественном (морфологическом) и количественном уровнях (запасы органического вещества) в подзолах иллювиально-железистых сосновых зеленомошных лесов
Задачи
► Изучить литературу, где уделяется внимание фактору пожара при анализе почвенного профиля
► Провести полевые исследования для детального морфологического описания поверхностных горизонтов подзолов и послойного отбора под-горизонтов
► Провести лабораторные работы:
а) для детализации морфологического описания почвенных проб и их фракций (детрита и мелкозема)
б) для сравнительной оценки запасов органического вещества в пирогенном под - горизонте и его фракциях
в) изучить основные физико-химические характеристики отобранных проб (рН, зольность, Сорг, №ал)
г) определить вклад запасов органического вещества в лесной подстилке и пирогенном под-горизонте в общие запасы органического вещества
► Провести математическую обработку данных
Объектом исследования являются подзолы иллювиально-железистые в сосновых лесах около поселка Толмачево.
Предметом исследования является уточнение качественных и количественных характеристик пирогенного под-горизонта Eopyr в подзолах.
Дипломная работа состоит из введения, 4 разделов, заключения, списка использованной литературы и приложения.
• Во введении сформулированы цели, задачи, объект, предмет и содержание работы.
• В первом разделе дан обзор литературы по исследуемой теме.
• Во втором и третьем разделах рассматриваются объекты и методы работы.
• В третьем разделе представлены результаты и обсуждения по теме.
• В заключении отображены основные выводы по дипломной работе.
Список использованной литературы состоит из 43 библиографических описаний источников. В приложении представлено описание разреза, таблицы, словарь наиболее важных для данной темы терминов, а также даны подробные тех методик, которые не являются общепринятыми.
При написании выпускной квалификационной работы были использованы различные источники информации: публикации в научных журналах и учебно-методическая литература - 34 ресурса и 9 Интернет ресурсов.
Благодарности
Автор выражает благодарность за помощь в работе научному руководителю Марине Алексеевне Надпорожской, а также искренне признателен участникам научного коллектива, с которыми в сотрудничестве выполнены некоторые виды работ, связанные с отбором проб и их первичной обработкой: В.И. Журавлевой, Е.П. Стадник, Н.В. Федоровой, Б. Мухиеву, Д.М. Мирину за предоставленные геоботанические описания и К.Л. Якконену за научные консультации.
В арктических, бореальных и умеренных экосистемах значительная часть углерода (С) депонирована в почве (Честных и др., 2022). Почвы бореальных лесов являются важнейшим резервуаром почвенного органического вещества, в котором содержится до 30% почвенного углерода экосистем. Около 1% этих лесов ежегодно подвергаются действию пожаров, изменяется структура запасов почвенного С, формируются стабильные соединения пирогенного углерода Сруг (Startsev et al., 2022).
Вклад Сруг в запасы почвенного С, специфика морфологических и физико- химических свойств пирогенных образований в почвенном профиле почти не изучена . В данной работе рассмотрены подзолы иллювиально-железистые в сосновых зеленомошных лесах в поселке Толмачево. Главная лесообразующая порода в данной местности - сосна обыкновенная. Сосняки наиболее пожароопасные леса.
Под действием лесного пожара первые сантиметры почвы нагреваются, а корни растений и деревьев начинают тлеть. Происходит образование древесных углей, сажи и золы, которые с течением времени проникают в почву, изменяя свойства поверхностной толщи. Чаще других горят сосновые леса на песчаных почвах. При этом продуктивность древостоя падает, а количество Сруг, поступающего в почву возрастает. Это неучтенный вклад в депо почвенного углерода.
Сотрудниками кафедр агрохимии и геоботаники при участии студентов СПбГУ проведены комплексные геоботанические и почвенные обследования 6 пробных площадей в сосновых лесах на дренированных песках Ленинградской области. Этот этап работы был поддержан проектом РФФИ «Влияние литогенного фактора на трансформацию органического вещества в почвах сосновых лесов». Составлены геоботанические описания с датировкой лесных пожаров, морфологические описания почв. Отобраны пробы лесной подстилки (по под-горизонтам O’, O”, O’” с площадок 25х25 см), пробы горизонтов минеральной части профиля почв в пятикратной повторности для каждого ключевого участка из ключевых разрезов. По полученным материалам защищены: две магистерские диссертации (Лысков, 2014; Шаяхметова, 2015) по сравнительному изучению трансформации соединений N в подзолах и подбурах, а также бакалаврская (Белолипецкая, 2018) и магистерская (Трунова, 2020) диссертации по изучению рекреационных изменений растительности и почв сухих сосновых лесов (подбуров). Данные по содержанию и запасам пирогенного Gpyr в изученных почвах уточняются в работе аспиранта Б. Мухиева и в текущем проекте РНФ «Запасы и функции пирогенного углерода в почвах сухих сосновых лесов Ленинградской области».
В ходе проделанных работ установлено, что в верхнем наиболее темноокрашенном слое подзолистого горизонта запасы органического вещества составляют 10-40% от запасов в лесной подстилке. Это значительная величина, поскольку сами подстилки дают вклад в запасы метровой толщи лесных почв 20-30% (Алексеев, Бердси, 1994).
Научной группой проекта РНФ предложено выделение верхнего слоя подзолистого горизонта как пирогенного органоминерального под-горизонта Eopyr (Nadporozhskaya et al., 2022).
Цель работы
► Изучить пирогенный органо-минеральный под-горизонт Eopyr на качественном (морфологическом) и количественном уровнях (запасы органического вещества) в подзолах иллювиально-железистых сосновых зеленомошных лесов
Задачи
► Изучить литературу, где уделяется внимание фактору пожара при анализе почвенного профиля
► Провести полевые исследования для детального морфологического описания поверхностных горизонтов подзолов и послойного отбора под-горизонтов
► Провести лабораторные работы:
а) для детализации морфологического описания почвенных проб и их фракций (детрита и мелкозема)
б) для сравнительной оценки запасов органического вещества в пирогенном под - горизонте и его фракциях
в) изучить основные физико-химические характеристики отобранных проб (рН, зольность, Сорг, №ал)
г) определить вклад запасов органического вещества в лесной подстилке и пирогенном под-горизонте в общие запасы органического вещества
► Провести математическую обработку данных
Объектом исследования являются подзолы иллювиально-железистые в сосновых лесах около поселка Толмачево.
Предметом исследования является уточнение качественных и количественных характеристик пирогенного под-горизонта Eopyr в подзолах.
Дипломная работа состоит из введения, 4 разделов, заключения, списка использованной литературы и приложения.
• Во введении сформулированы цели, задачи, объект, предмет и содержание работы.
• В первом разделе дан обзор литературы по исследуемой теме.
• Во втором и третьем разделах рассматриваются объекты и методы работы.
• В третьем разделе представлены результаты и обсуждения по теме.
• В заключении отображены основные выводы по дипломной работе.
Список использованной литературы состоит из 43 библиографических описаний источников. В приложении представлено описание разреза, таблицы, словарь наиболее важных для данной темы терминов, а также даны подробные тех методик, которые не являются общепринятыми.
При написании выпускной квалификационной работы были использованы различные источники информации: публикации в научных журналах и учебно-методическая литература - 34 ресурса и 9 Интернет ресурсов.
Благодарности
Автор выражает благодарность за помощь в работе научному руководителю Марине Алексеевне Надпорожской, а также искренне признателен участникам научного коллектива, с которыми в сотрудничестве выполнены некоторые виды работ, связанные с отбором проб и их первичной обработкой: В.И. Журавлевой, Е.П. Стадник, Н.В. Федоровой, Б. Мухиеву, Д.М. Мирину за предоставленные геоботанические описания и К.Л. Якконену за научные консультации.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы были освоены как полевые, так и лабораторные методы исследования
Изучены закономерности изменения лесной подстилки в ходе лесных пожаров - на примере лабораторного опыта с прокаливанием органических проб.
Получены дополнительные оценки запасов лесной подстилки и ОВ изучаемого пирогенного под-горизонта.
Впервые изучен состав и качество пирогенного под-горизонта, оценен вклад детрита и особенности мелкозема (обедненность азотом из-за наличия мелких древесных углей). Для доказательства последнего предположения требуется провести определение углистых соединений (методом с Н2О2).
Публикации
1) Мухиев Б., Зарецкая-Феоктистова А.С., Надпорожская М.А. Запасы органического вещества в лесной подстилке и подповерхностной пирогенной прослойке почв сосняков-зеленомошников // Сборник материалов XXVII Международного Биос- форума и Молодежной Биос-олимпиады 2022. Принято в печать. Очный доклад.
2) Зарецкая-Феоктистова А.С., Стадник Е.П. Новый пирогенный органоминеральный под¬горизонт в подзолах сосновых лесов Ленинградской области // Материалы
Международной научной конференции XXVI Докучаевские молодежные чтения «Матрица почвоведения» / Под ред. Б.Ф. Апарина. СПб., 2023. С. 96¬97.http://www.dokuchaevskie.ru/wp-content/uploads/2022/12/DMH_2023.pdf
3) Зарецкая-Феоктистова А.С., Журавлева В.И. Запасы органического вещества почвы: Целесообразность детализации профиля подзола // Большой Географический фестиваль. 2023. Принято в печать
Изучены закономерности изменения лесной подстилки в ходе лесных пожаров - на примере лабораторного опыта с прокаливанием органических проб.
Получены дополнительные оценки запасов лесной подстилки и ОВ изучаемого пирогенного под-горизонта.
Впервые изучен состав и качество пирогенного под-горизонта, оценен вклад детрита и особенности мелкозема (обедненность азотом из-за наличия мелких древесных углей). Для доказательства последнего предположения требуется провести определение углистых соединений (методом с Н2О2).
Публикации
1) Мухиев Б., Зарецкая-Феоктистова А.С., Надпорожская М.А. Запасы органического вещества в лесной подстилке и подповерхностной пирогенной прослойке почв сосняков-зеленомошников // Сборник материалов XXVII Международного Биос- форума и Молодежной Биос-олимпиады 2022. Принято в печать. Очный доклад.
2) Зарецкая-Феоктистова А.С., Стадник Е.П. Новый пирогенный органоминеральный под¬горизонт в подзолах сосновых лесов Ленинградской области // Материалы
Международной научной конференции XXVI Докучаевские молодежные чтения «Матрица почвоведения» / Под ред. Б.Ф. Апарина. СПб., 2023. С. 96¬97.http://www.dokuchaevskie.ru/wp-content/uploads/2022/12/DMH_2023.pdf
3) Зарецкая-Феоктистова А.С., Журавлева В.И. Запасы органического вещества почвы: Целесообразность детализации профиля подзола // Большой Географический фестиваль. 2023. Принято в печать