Дәріс 5. Орманның жаңаруы

Ауалық азот микроағзалар тіршілігінің әсерімен жер бетінен бөлінеді және ағаш пен бұта өсімдіктерімен аз қолданылады. Ол жауын-шашын болғанда өсімдіктермен, ауадан түйін бактерийлермен қортылады. Топырақтағы азоттың, мағнасы зор, өйткені ағаштармен бұталардың негізгі көректік заты және белок молекуласына кіреді. Оттегі орманның тыныстануына керек, яғни органикалық заттар тотығын көмір қышқылы мен су айналады және энергия бөлінеді. Тірі ағзалар тыныстанғанда өттегін жұтып көмір қышқылын бөледі. Сонымен қатар фотосинтез үдірісінде өсімдіктер өттегін бөледі. Ол белоктар, майлар және углеводтар құрамына кіреді, яғни орынды тіршілік жасайды. Кейбір орман өсімдіктерінің өттегін өндіруі мынадай: - 4 ... 11 т (жылына, шыршалар – 5 ... 13, емендер – 6 ... 14).

Ағаштар тіршілігіне көмір қышқыл газы (СО₂) өте мағналы, ол адамлар, жануарлар және өсімдіктер тыныстанғанда, өсімдіктер және жануарлар қалдықтары шірігенде, бұзылғанда, жанғанда пайда болады. Жер атмосферасында жылына 20 млрд.т. көмір қышқылы газы және аэрозольдері қосылады. Көмір қышқылы газы фотосинтез жүргенде органикалық заттарды құрастыруға керек. Көміртегі ағаш өсімдіктерінің құрғақ заттарының 50 % құрастырады, яғни сүректің.

Өсімдіктерді сумен қамтамасыз етуге ылғал әсер етеді. Су тірі өсімдіктің құрамына кіріде, ол ағаш және бұта өсімдіктерінің тіршілігінде зор биологиялық роль атқарады. Оның тіршіліктік өсу орнында, жапырақтарда, шырынды жемістерінде 80...95 % дейін су болады.

Заттар ауысу, жасушалар бөлініп өсуі үдірістері, жасушаларда су, көп болса, қарқынды жүреді. Сусыз фотосинтез үрдісі де болмайды. Ұлпаның сусыздануы протоплазманың өлуіне келтіреді. Жасуша көректенуге керек заттардың ерітушісі су. Сумен бірге тамырдан жапырақтар және өсу нүктесіне минералдық заттар жеткізіледі. Ылғалсыз дәндер толмайды және өнбейді, яғни орман өзін-өзі толықтырмайды.

Су – Жер шарында өсімдіктердің өмір сүруімен таралуының зор эколоогиялық факторы, күн сәулесімен атмосфералық айналыммен, жер бетімен және жылу ауысуымен қатар. Жер биосферасында климат қалыптастырушы фактор. Орманда ылғалдың негізгі көзі жер астындағы сулар және атмосфералық жауын-шашын, олар сұйық (жаңбыр, қырау) және қатты (қар, бұршақ, боз қырау) болады. Орман өмірінде көп мағналы - жаңбыр, қар, бұршақ, қырау. Жаңбыр физиологиялық және сирек физикалық әсер етеді, өйткені ол өсіп – даму кезеңінде ылғалдың негізгі қамтушысы. Қырау – су парлары конденсат құрастырып шөп бетінде кішкентай тамшылар қалпында қалады. Қар топырақты көктемде суландырады, өсімдіктерді тоңып және үсуден сақтайды. Бұршақ 0,5 ... 2 см мұз қиыршықтары ретінде ағаштарды механикалық зақымдайды.

Ағаштар мен бұталар жауын-шашынды әртүрлі қабылдайды. Өсімдіктерге су керектігі негізінде ауаның температурасы мен ылғаллдылығына байланысты. Егер температура жоғары болып ылғалдылық төмен болса, онда су көп керек. Ағаш бітіміде, яғни құрамы, жасы және сумен қамтамасыз етілу мен метеорологиялық жағдайлары. Аралас орманнан таза қарағайлар суды аз жұмсайды. Ағаш бітімінің жасы үлкеюімен ылғал жұмсауы көбейеді. Құрғақ ыстық ауа – райында да осындай жағдай байқалады. Ағаш тұқымдастарын суға талап қоюына қарай ксерофиттерге, гигрофиттерге бөледі. Судың тапшылығына шыдайтындар – ксерофиттер, мысалы кәдімгі қарағай, су молшылықты талап ететін өсімдіктер – гигрофиттер, мысалы қара қандағаш.

Орман жауын – шашынның қанша және қандай жерде болатынына әсер етеді, өйткені ол өскен жерін суытуымен байланысты. Ормансыз жерде 10...15 % жауын – шашын аз болады. Құрғақ жердің су балансы Г.Н. Высоцкий усынған формуламен анықталады: N = A + F + V + T, бұл жерде N – түскен жауын-шашын мөлшері; А – жер бетінен ағатын (15 .... 35 %); V- ағаштар, шөптер, жер беттерінен буланатын (15 ... 50 %); F - өсімдіктер астынан ағатын (15 ... 35 %), T – транспирация (20... 40 %).

Аталған көрсеткіштердің барлығы көптеген жағдайлармен байланысты, мысалы,жер бетінің тегістігі, өсетін өсімдіктер құрамы мен қалыңдығы.

Топырақ – ол табиғи құрылым, генетикалық біріккен топырақтық қыртыстардан құрастырылған, литосфераның жоғарғы қыртыстары судың, ауаның және тірі ағзалардың әсерімен өзгерулерден жасалған. Топырақтың құнарлығы бар, яғни ағаштар, бұталар және басқа өсімдіктерді азот, минералдық заттар және сумен керек мөлшерде қамтамасыз ете алады. Ол қатты, сұйық, газдалған және тірі бөліктерден құралады. Топырақтың негізгі массасы ұсақ топырақ, яғни 1 мм дейінгі қиыршықтары топырақ коллоидтары деп аталады. Ол қиыршықтар топырақтың механикалық құрамы және органикалық, минералдық, органикалық-минералдық -қоспалардан тұрады.

Топырақ коллоидтары топырақ құрастырғанда көп мағналы. Олар топырақ өсімдіктерінен: аммоний, калий, кальций, магний, фосфаттарды сіңіріп, сумен, жуылудан сақтап топырақ құрамын біріктіруге себепкер болады.

Сұйық бөлігі, немесе ерітінді, заттарды көшіреді, яғни топырақтан алып өсімдіктерге сумен ертілген қоректік заттарды жеткізеді.

Топырақтың газдалған бөлігі немесе топырақ ауасы сумен толмаған құыстарды толтырады. Топырақ ауасының құрамында N­, О₂, СО₂ ұшпалы органикалық құрамдары бар, олардың саны топырақта болып жататын көптеген химиялық биологиялық, физикалық - химиялық үрдістерге байланысты.

Топырақтың тірі бөлігі топырақ флорасынан тұрады, яғни топырақ микроағзаларынан (бактерийлер, саңырауқұлақтар, актиномицеттер, балдырлар т.б.) және топырақ жануарларынан – көптеген омыртқасыз жәнідіктер – қарапайымдар, кенелер, кұрттар, жәндіктер, сонымен қатар жер жыртушы сүткөректілер (көртышқан, жертесер т.б.). Топырақ флорасымен фаунасы затар айналымында маңызды роль атқарады және топырақ құрастыруға әсер тигізушілердің біреулері.

Жер бетіндегі топырақтар түрлерінің молшылығы топырақ құрастырушы факторлардың қарым-қатынасы – климат, аналық таулық құрылым, өсімдіктер, жануарлар, аймақтың рельефінің жасы, адамның шаруашылық тіршілігі.

Топырақтарды классификациялау негізіне топырақ танабының құрылымы салынған. Яғни олардың басталуы, дамуы және эволюциясы. Қазіргі генетикалық классификация аймақтық – генетикалық топтармен жүйеленген.

Ормандық – далалық және далалық аймақтарда кеңінен тараған қара топырақ (құрғақ қарапайым – суық климаттың, көп жылдық шөптесін өсімдіктердің әсерімен); шалғындық қара топырақ, кермекті сұр топырақ (ағаш, бұталар немесе шалғындық өсімдіктер әсерімен).

Топырақтардың морфологиялық белгілері мен қасиеттері, яғни формасы мен құрылымы, адамның кәсібімен, азда болса сезімімен анықталады. Топырақ қабаты морфологиялық айырмашылығы бар генетикалық қыртыстардан тұрады. Морфологиялық белгілері: реңі (бояуы), құрылымы, түйіршіктену құрамы, тығыздалуы.

Реңі, немесе топырақтың бояуы, минералогиялық және химиялық құрамымен байланысты, яғни ондағы органикалық заттармен, сондықтан қара, сұр немесе қоңыр болады.

Топырақ құрылымдығы – қатты қоспаларының әртүрлі формасы және көлемді құрылымдарға бөлінуі. Әр бөлшектің формасы топырақ құрылымы деп аталады. Құрылымның негізгі үш түрін бөледі: куб тәріздес, призма тәріздес; плита тәріздес.

Топырақтың қиыршықтану құрамы - әртүрлі ірілігі бар бөлшектерден құралу: тастардан (бөлшектер көлденеңі 3 мм көп); құмдардан (0,01 – 3 мм), шаңдардан (0,001 – 0,01), лайлардан (0,001 мм кем). Егер 0,01 мм кішкентай бөлшектер құрғақ топырақта 10 % дейін болса, онда топырақ құмды. Егер физикалық саз бөлшектері 11-20 % болса, онда ол топырақ құмдау, ал бөлшектер 21-50 % болса – саздақты, 51 % көп болса – сазды.

Адам шаруашылық құрғанда топырақтың механикалық құрамы өте мағналы болады. Одан судың топыраққа сіңуі, суды ұстауы, өсімдіктердің тамырларының дамуы және өңдеуші құралдарға топырақтың қарсы тұруы. Соңдықтан құмды және құмдау топырақтар өңдеуге жеңіл, саздақты және сазды – ауыр. Еңбек пен қаржы жұмсау әртүрлі болады. Топырақтың механикалық құрамы ағаштардың өсу құрамына әсер етеді. Құмды топырақта қарағай жиі өседі, ал құмдау топырақта шырша.

Топырақтың тығыздалуы оның тығыздығын және қуыстылығын көрсетеді. Сондықтан өте тығыз (күрекпен өңделмейді), тығыз (күрекпен өңделеді), жұмсақ (күрек оңай кіреді, лақтырғанда шашылады), өте жұмсақ (топырақ төгіліп тұрады).

Топырақ климаттық жағдайлармен қатар өте маңызды экологиялық фактор, өйткені онымен орманның өсіп – дамуы байланысты. Ол орманның барлық қасиеттерімен белгілерін анықтайды. Оның құнарлығымен құрамы, әлпеті, бонитеті, орман түрі, тіршілігі, топырақ бетіндегі жабыныш қалыптасады. Топырақ күшті сүректің техникалық сапасына, тамыр жүйесінің формасына, табиғатттың қолайсыз жағдайларына төзімді болуына, жабайы жануарлардың, зиянды жәндіктердің, саңырауқұлақ ауруларының болуына әсер етеді. Ал орманның өсіп-өнуі мен табиғи қайта құрылуындағы шешуші жағдай. Топырақтан ағаштар мен бұталар минералдық заттарды тұздар ретінде алады, олар: N, K, P, Ca, Mg, Fe, S және микроэлементер: Zn, Cu, Mn т.б.

Топырақ ағаштардың тамыр жүйесін қалыптастырады, ол механикалық құрамымен ылғалдылығына байланысты. Терең, жақсы дренаждалған топырақтарда, әсіресе құмды және саздақ құрамды жерлерде, ағаштардың жерге жайылуы жақсарады, өйткені күшті сырықты тамырланады. Құрғақ топырақтарда, әсіресе құмды, қарағайдың өзіде желден сұламды, өйткені тамырлары жер бетінде қалыптасады.

Орман, өзіде топырақ құрылымына әсер етеді. Ол жапырақтар, қылқандар, бұтақтар, өлген дәндер, қабықтар, бүрілер түсімін береді. Ол түсімдер жер бетіндегі тірі қабатпен, микроағзалар әсер еткесін, шіріп орман төсенішін қалыптастырады, ол топырақ құрылымына, шіріктер немесе гумус, минералдық заттар жиналуға, физикалық-механикалық қасиеттеріне әсер етеді. Әр ағаштың жапырақтары мен қылқандары әр түрлі шіриді, ол илік заттар, шайыр болуға байланысты, сосын олардың бірігуі жерде жатуына әсер етеді. Қайың жапырақтары, қарағай қылқандары және түскен бүрілер, сонымен қатар жұмсақ, майысып тұратын төсеніш жасайды. Топырақ құнарлығын білдіретін жұмсақ гумус қалыптасуы осымен байланысты. Ондай төсеніште шіру үрдісі жедел жүреді, өйткені ауаның оттегі жақсы қамтамасыздандырылады, ылғал жеткілікті. Төсеніште бактерийлер, микроағзалар, құрттар және басқа жәндіктер мен жануарлар көп болады, сондықтан гумус қалыптасады, қоректік заттармен бай: органикалық және минералдық. Ол органикалық заттардың барлық санынан 85 ... 93 % құрастырады.

Шырша қылқандары, көктерек жапырақтары бір-біріне жабысып жатады, сондықтан шіру үрдісі нашар жүреді. Бұл жағдайда дөрекі, қышқыл гумус қалыптасады, өйткені төсеніште саңырауқұлақтар көп болады. Оттегі аз болғандықтан, төмен температуралық жағдайларда бұл төсеніштерде жаңбыр құрттары жоқтың қасы, ылғал молдығынан, микроағзалар мен тескіш жануарлар болмаған соң төсеніш бір-біріне жабысып қатты болып қалады.