На кислых почвах

Марина Мерзликина, кандидат биологических наук. Фото автора

dreamstime_8368664--

Повышенная кислотность почвы в нашем сознании связана с плохими условиями для роста растений. Обычно так оно и есть, тем не менее некоторые виды предпочитают именно кислые почвы, подчас формируя целые сообщества ацидофилов. За примерами не нужно далеко ходить – их можно встретить на дачном участке или в ближайшем леске.

Процессы закисления

Если говорить об этом понятии с точки зрения химии, то речь идет о содержании в почвенном растворе свободных ионов водорода (H+), которое принято обозначать величиной pH в диапазоне от 1 до 14. Сильнокислые почвы имеют pH 3–4, кислые характеризуются pH 4–5, а на слабокислых почвах pH 5–6. К кислым в разной степени почвам относят в нашей зоне дерново-подзолистые, серые лесные и болотные.

На кислотность почвы влияют подстилающие породы, их формирование, в частности, идет на гранитных и некарбонатных ледниковых отложениях.

Климат, а именно соотношение поступающей и испаряющейся влаги вместе со средними температурами воздуха, определяет скорость разложения питательных веществ, состав и сроки вымывания их из верхнего корнеобитаемого горизонта. В холодном влажном климате эти процессы замедлены, к тому же разложение часто идет не до конца и образуется много труднорастворимых органических кислот.

Рельеф также оказывает влияние на эти процессы. Так, в понижениях и на плоских, подстилаемых гранитными щитами равнинах при отсутствии эффективного стока усиливается застой влаги и недостаток аэрации в почве, как следствие – происходит заболачивание территории. При этом если есть недостаток кальция в подстилающих породах, возникает закисление почвы.

Интересно, что формирующийся в таких условиях видовой состав растительных сообществ с преобладанием хвойных пород, вересковых кустарничков и кустарников, сфагновых и гипновых мхов и свиты травянистых видов темнохвойной тайги способствует поддержанию уровня кислотности. Это происходит за счет кислого и часто трудно разлагающегося опада этих растений и ограниченного количество бактерий и сапрофитных животных, способных жить в такой среде.

Индикаторами кислых почв, как правило, являются не отдельные растения, а целые сообщества. Типичный и наиболее яркий пример – верховые болота.

Сообщества ацидофилов

Индикаторами кислых почв, как правило, являются не отдельные растения, а целые сообщества. Типичный и наиболее яркий пример – верховые болота, образовавшиеся на гранитных подстилающих породах, т. е. бедных кальцием. По происхождению и особенностям питания это олиготрофные местообитания, т. е. очень бедные питательными веществами, так как в них приток влаги и питательных веществ происходит сверху – с атмосферными осадками.

Интересно, что в таких условиях сложилось сбалансированное сообщество видов растений, каждый из которых осваивает свой микроэкотоп на болоте. Микроповышения в виде кочек на верховых болотах освоили клюква (Oxycoccus), багульник (Ledum), голубика (Vaccinium uliginosum), в мочажинах произрастает северная морошка (Rubus chamaemorus), пушица влагалищная (Eriophorum vaginatum), подбел (Andromeda), на моренных грядах встречается брусника (Vaccinium vitis-idea), вереск (Calluna), водяника (Empetrum), марьянник лесной (Melampyrum sylvaticum).

Сфагновые мхи

Наибольшее средообразующее значение отводится сфагновым мхам, способным существовать в очень кислой среде, причем именно они во многом регулируют водный и температурный режим на болоте. Происходит это за счет аккумуляции слабо разлагающихся остатков сфагнового мха (вместе с опадом других растений). В результате образуется торфяная подушка, слой которой зависит от возраста болота. Обладая слабой теплопроводностью, этот ковер из мха и торфа плохо прогревается. На глубине и в корнеобитаемом слое торф и вода всегда прохладные даже жарким днем, что затрудняет усвоение воды и замедляет синтез азотных соединений.

Напомним для полноты картины верховые болота бедны азотом. При этом транспирация с их поверхности довольно интенсивна, а освещенность и открытость иссушающим ветрам – высокая.

Самые толерантные (терпимые) к лимитирующему фактору растения вытесняют как менее устойчивые, так и способные жить в других условиях.

На болотах

Недаром обитатели верховых болот имеют особую внешнюю и внутреннюю структуру побегов, в частности ксероморфизм листьев, позволяющих сравнивать их с обитателями засушливых районов. Причина, вероятно, кроется в целом комплексе взаимодействующих факторов, формирующих ксероморфный облик: недостаток элементов питания и его физиологическая сухость (трудности в поглощении растениями холодной воды), кислые почвы, усугубляющие недоступность питательных веществ. При этом особое анатомическое строение листьев болотных ацидофилов позволяет минимизировать транспирацию на открытых солнцу и ветру пространствах болота.

Кстати, недостаток питательных веществ привел на болота целую группу хищных растений, таких как росянка (Drosea), саррацения (Sarracenia), жирянка (Pinguicula). По этой же причине широкое распространение на корнях представителей семейства вересковые получила микориза – взаимовыгодное (в плане поступления воды и питательных веществ) сосуществование гифов грибов на корнях высших растений.

В лесах

В менее жестких экологических условиях формируются еловые леса, представители которых существуют в гораздо более широком диапазоне кислотности почвы (pH 4–6), например ельники-зеленомошники с гипновыми мхами в напочвенном покрове и ельники-черничники. Под пологом этих лесов можно встретить седмичник (Trientalis), щучку извилистую (Deschampsia flexuosa), майник двулистный (Majanthemum bifolium), а также растение с говорящим за себя названием кислица (Oxalis).

Но многие виды, обитающие в этих типах ельников, могут встречаться на участках с нейтральной кислотностью почвы. Одна часть свиты ельников-зеленомошников вполне благоприятно чувствует себя на лугах, другая – в смешанных широколиственных лесах.

В болотистых местах обитания и бореальных лесах Северной Америки очень сходные сообщества, причем похожие именно кустарниковым и травянистым ярусами (по структуре и даже по видовому составу), они выгодно отличаются богатством древесной флоры, но это уже по историческим причинам.

В тропическом климате дождевые леса также характеризуются кислыми почвами, которые относят к типу латеритных, или красноземов. Их особенностью является наличие подвижных ионов алюминия и железа в почвенном растворе. Из-за древности глубина почвенного слоя довольно большая, и он относительно беден питательными веществами.

Парадокс заключается в том, что на бедных латеритных почвах произрастают богатые девственные леса (с изобилием видом и мощностью деревьев), что объясняется гумидным, т. е. изобилующим осадками, климатом и высокой степенью аккумуляции питательных веществ растущими на этой почве лесами. Здесь тот случай, когда лес что имеет, то хранит, потому так опасно массовое сведение тропических насаждений, когда в условиях промывного режима питательные вещества безвозвратно выносятся за пределы сообщества.

Транспирация – испарение воды растением
Ксероморфизм – морфолого-анатомические особенности, присущие растениям-ксерофитам – обитателям засушливых мест: уменьшение листовой поверхности, мелкоклетность, большое число мелких устьиц, густая сеть жилок, наличие на листьях волосков, воскового налета, погруженных устьиц.

Конкуренция имеет значение

Как видно, в формировании растительного сообщества во взаимодействии участвует группа факторов. Именно поэтому все чаще говорят об индикационном значении для определения почвенных условий, и в частности кислотности почвы именно группы видов. Причиной тому более широкие амплитуды реакции отдельных видов. Самые толерантные (терпимые) к лимитирующему фактору растения вытесняют как менее устойчивые, так и способные жить в других условиях.

Так, на известняках клюква и багульник, как известно, не растут. В то же время часть представителей флоры обладает настолько широкой амплитудой выносливости к фактору кислотности, что только конкуренция способна расставить все по своим местам. Она отводит менее благоприятные места обитания видам с широкой экологической амплитудой, но слабой конкуренцией, таким как сосна обыкновенная (Pinus sylvestris).

Интересен пример из группы сорных растений – щавелек малый (Rumex acetosella), который хорошо распространяется там, где нет конкурентов. Хотя его в нашей зоне традиционно относят к ацидофилам, в отсутствии конкуренции он благоденствует на известняковых почвах. Это как раз доказывает, что в природе трудно вычленить отдельные факторы, и лимитирующие, и находящиеся в оптимуме.

 

 

 

Оставить комментарий