Профессор В. А. Шальнев Вопросы географии и краеведения

Вид материалаДокументы
О.Г. Бондарева
Ставропольский государственный университет
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

О.Г. Бондарева


Ставропольский государственный университет

Мониторинг плодородия почвенного покрова Расшеватско-Егорлыкского степного ландшафта (на примере ОАО «Родина»)



Большая часть территории Ставропольского края расположена в пределах степных ландшафтов, почвенный покров которого представлен подтипами черноземных почв, с различным гранулометрическим составом и водно-воздушными свойствами почв, оказывающими большое влияние на плодородие земель. Земельные реформы на территории края на рубеже ХХ и ХIX веков обусловили необходимость проведения почвенного мониторинга земельных угодий, направленного на дефференциированное адресное использование земель, с определенным подбором сельскохозяйственных культур, выделением контуров земель, обуславливающих возможность одинакового использования отдельных групп почв и разработку комплекса агротехнических и мелиоративных мероприятий по улучшению почв в разрезе групп.

Выявление направления современных почвообразовательных процессов и проведения мониторинга почвенного покрова степных ландшафтов края проводилось на примере ОАО «Родина» Новоалександровского района расположеного в Расшеватско-Егорлыкском степном ландшафте на эрозионно-аккумулятивной равнине с долинно-балочным расчленением на водоразделе реки Расшеватка и Горькой балки. Общий уклон территории отмечается в западную сторону к Азово-Кубанской низменности. Особенности увлажнения определили в свое время произрастание злаково-разнотравных степей на малогумусных карбонатных черноземах. Распаханность территории составляет более 80%, что определило уничтожение природных ТК ранга фаций и урочищ. Для проведение подробного анализа почвообразовательных процессов хозяйства и агропроизводственной группировки почв составлена почвенно-ландшафтная схема. На уровне местностей и урочищ современная морфологическая подсистема в границах ОАО «Родина» представленна (рис.1):


  1. Междолинными водораздельными слаборасчлененными первичными равнинами, сложенными нижнечетвертичными и апшеронскими породами и покровными лессовидными суглинками, с распаханными злаково-разнотравными степями на черноземах обыкновенных.

В ее пределах выделяют следующие урочища:

1.1. плакоры водоразделов, сложенные иллювиальными суглинками, с агрофитоценозами на обыкновенных карбонатных мощных черноземах;

2.2. окраины плоских слаборасчлененных водоразделов, сложенных иллювиальными и иллювиально-деллювиальными суглинками на нижнечетвертичных отложениях, с орошаемыми фитоценозами на обыкновенных карбонатных мощных черноземах.

II. Эрозионно-аккумулятивными вторичными равнинами с балочным расчленением, сложенными элювиально-делювиальными суглинками и четвертичными отложениями, с распаханными злаковыми степями на черноземах обыкновенных карбонатных среднемощных.

III. Долинами рек второго и третьего порядков, сложенных апширонскими и четвертичными аллювиальными отложениями, с злаковой и полынно-злаковой растительностью на смытых обыкновенных карбонатных черноземах и аллювиально-луговых почвах.

Выделяются урочища:

3.1. склоны речных долин и балок разной экспозиции, сложенные делювиальными суглинками, песками и глинами, со злаковой растительностью на обыкновенных карбонатных маломощных черноземах;
    1. днища речных долин, сложенные фрагментами верхнечетвертичных террас, с полынно-злаковой растительностью на аллювиально-луговых почвах с солонцами и солончаками;
    2. Русла рек с фрагментами внутрипойменных террас, сложенных аллювием.

Наличие лессовидных карбонатных суглинков определило формирование на территории ОАО «Родина» карбонатных черноземов с тыжелосуглинистым гранулометрическим составом, активная распашка которых привела к поднятию карбонатов в верхние горизонты, что способствовало быстрому развитию эрозионных процессов. Так за период обследования на территории хозяйства были выявлены следующие эрозионные процессы отраженные в таблице 1.


Таблица 1

Деградационные процессы в ОАО «Родина», Расшеватско-Егорлыкском степном ландшафте.


Виды деградационных процессов

Площадь деградированных земель в тыс.га

Подверженно водной эрозии всего

4892

Подверженно ветровой эрозии всего

1764

Подверженно совместной эрозии

-

Засоленные земли

102

Заболоченные земли

10
Наибольшее распространение на территории хозяйства получили процессы водной и ветровой эрозии, что обусловило преобладание смытых и слабосмытых почв, в компонентном составе которых отмечено некоторое увеличение рН в верхнем горизонте (таблица 2).

Таблица 2

Динамика рН за период между обследованиями с 1982 по 2001 годы

Название почвы

Год отбора почвенных образцов

рН в горизонте А

Изменение рН

Черноземы обыкновенные карбонатные малогумусные

1982

8,1

-0,2

2000

8,3

Черноземы обыкновенные карбонатные слабогумусированные мощные

1982

7,9

-0,5

2000

8,4



Совместно с развитием процессов подщелачивания на территории хозяйства отмечено незначительное снижение гумуса (таблица 3), что так же связанно с развитием эрозионных процессов.

Таблица 3

Динамика гумуса за период между обследованиями с 1982 по 2001 годы

Название почвы

Год отбора почвенных образцов

Гумус, %

Изменение гумуса

Черноземы обыкновенные карбонатные малогумусные

1982

4,28

-0,25

2000

4,03

Черноземы обыкновенные карбонатные слабогумусированные мощные

1982

3,47

-0,22

2000

3,25


Увеличение доли водной эрозии в составе деградационных процессов связанно с возрастанием количества осадков в степных ландшафтах в последнее десятилетие в сочетании со сверхнормативными площадями чистых паров, размещаемых большими массивами (Куприченков М. Т., 2005). Сочетание сложного пересеченного рельефа с податливостью почв и пород к размыванию способствует образованию оврагов, промоин и в разной степени смытых почв.

На почвенно-ландшафтной карте ОАО Родина наглядно показано, что большая площадь земель подверженных эрозионной опасности (аллювиально-луговые почвы в комплексе с солонцами и солончаками, черноземы обыкновенные карбонатные малогумусные маломощные сильнокаменистые) расположена в юго-западной части хозяйства, на склонах балки между ст. Расшеватская и г.Новоалександровск, с наибольшей крутизной склонов.

Большие доли вносимых минеральных удобрений до середины 90-х годов обеспечили стабилизацию пищевого режима почв в хозяйстве в конце XX начале XXI века, о чем свидетельствуют данные таблицы 4.


Таблица 4

Динамика подвижного фосфора и обменного калия за период между обследованиями с 1982 по 2001 годы

Название почвы

Год отбора почвенных образцов

Р2О5, мг/кг

К2О, мг/кг

Черноземы обыкновенные карбонатные малогумусные

1982

15,6

385,8

2000

27,5

394,0

Черноземы обыкновенные карбонатные слабогумусированные мощные

1982

16,5

343,1

2000

23,7

351,2


В целом почвенно-климатические условия хозяйства способствуют активному развитию сельского хозяйства.

В последние годы, с ухудшением агроэкологической обстановки в степных ландшафтах, активно начинает развиваться концепция адаптивно-ландшафтного земледелия, основная задача которой, совершенствование взаимодействия природных и хозяйственных систем. Базисным блоком в решении поставленной задачи выступает агроэкологическая оценка почв, которая производится на основе комплексного исследования всех компонентов природы, в том числе ландшафтов на уровне местностей и урочищ. Методической основой является системный подход в сопоставлении требований растений и их адаптивных возможностей с фактическим состоянием агроландшафта и перспектив регулирования его свойств. Учение о почвенном плодородии, структуре почвенного покрова, о сельскохозяйственной типологии земель являются научной базой для разработки системы адаптивно-ландшафтного земледелия (Кирюшин В. И., 1997).

В основе адаптивно-ландшафтной типизации земель лежит агроэкологическая группа земель, т. е. территория однородная по агроэкологическим требованиям возделывания сельскохозяйственной культуры или группы близких культур. Согласно схемы использования земельных ресурсов ставропольского края на агроландшафтной основе на территории ОАО «Родина» выделяются три из шести агроэкологических групп (таблица 5).

Таблица 5

Название хозяйства и ландшафта

Агроэкологические группы

I

II

III

IV

V

VI

АОЗТ «Родина», Расшеватско-Егорлыкский степной ландшафт

62

20

18

-

-

-


В основу их выделения положен рельеф местности, качество земель, оцениваемое баллом бонитировки, степень деградации почв, требующая мелиоративных работ различной затратности. К первой агроэкологической группе земель отнесены наиболее плодородные почвы междолинных водораздельных слаборасчлененных первичных равнин, сложенных нижнечетвертичными и апшеронскими породами и покровными лессовидными суглинками, с распаханными злаково-разнотравными степями на черноземах обыкновенных (I; 1.1.,1.2.). И эрозионно-аккумулятивные вторичные равнины с балочным расчленением, сложенные элювиально-делювиальными суглинками и четвертичными отложениями, с распаханными злаковыми степями на черноземах обыкновенных карбонатных среднемощных (II), за исключением средне-щебенчатых-каменистых и сильно-каменистых почв. До 70% земель этой агроэкологической группы используется под пашню.

Ко второй агроэкологической группе относятся черноземы обыкновенные карбонатные малогумусные среднемощные слабосмытые средне-щебенчато-каменистые и черноземы обыкновенные карбонатные малогумусные маломощные сильно-каменистые на эрозионно-аккумулятивных вторичных равнинах с балочным расчленением, сложенных элювиально-делювиальными суглинками и четвертичными отложениями (II). И черноземы обыкновенные в долинах рек второго и третьего порядка, сложенные апширонскими и четвертичными аллювиальными отложениями, с злаковой и полынно-злаковой растительностью на смытых обыкновенных карбонатных черноземах и аллювиально-луговых почвах в пределах днища речных долин, сложенные фрагментами верхнечетвертичных террас, с полынно-злаковой растительностью на аллювиально-луговых почвах с солонцами и солончаками (3.1). К этой агроэкологической группе относятся почвы с более низким плодородием и высокой каменистостью. В пашне хозяйства занимают до 30%.

К третьей агроэкологической группе относят менее плодородные почвы с повышенной каменистостью, комплексами солонцов и солончаков расположенные в днищах речных долин сложенные фрагментами верхнечетвертичных террас с полынно-злаковой растительностью (3.2.) и руслах рек с фрагментами внутрипойменных террас, сложенных аллювием (3.3.). Почвенный покров этой агроэкологической группы целесообразно использовать под почвозащитные травяно-зерновые севообороты, которые позволят снизить базис эрозии.


Литература

Кирюшин В. И. Агоэкономическая классификация земель как основа формирования систем земледелия // Почвоведение, 1997. – 231с.

Куприченков М. Т. Бонитировка почв: Монография. – Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2005. – 284 с


Э.Н. Сутормина

Ставропольский государственный университет

Пространственный анализ геохимической структуры фаций горных ландшафтов (на примере Тебердинского заповедника)


Представления о континуальности и дискретности ландшафтного пространства находит своё место как в концепции геохимических полей и геохимических барьеров, так и в концепции геопространства (Преображенский, 1979). Свойства геопространства - дискретность и континуальность отражают внутреннюю неоднородность ландшафтного пространства, которая в свою очередь обусловлена ярусным распределением компонентов ландшафта. Внутренняя неоднородность ландшафтного пространства обусловлена вещественным составом, и проявляется через изменение геохимических показателей. Континуальность вертикального пространства обеспечивается рядом процессов функционирования геосистемы (тепловлагооборот, биохимический круговорот, инфильтрация грунтовых вод).

Целью настоящих исследований явилось выявление закономерностей изменчивости геохимических показателей биогеохимической структуры горных ландшафтов и их морфологических единиц. В процессе исследования решались следующие задачи:
  1. исследование вертикальной дифференциации геохимических показателей в пределах пространства отдельных фаций;

2) изучение латерального распределения элементов в геохимически сопряженных каскадных системах локального уровня.

Методической основой работы является ландшафтный подход, а ведущими методами – ландшафтный и сопряжённый анализ.

Исследования ландшафтной вертикальной и латеральной геохимической структуры проводились в пределах лесных и луговых фаций, расположенных в зонах различных условий миграции элементов (элювиальных, трансэлювиальных, трансаккумулятивных). Изучение проводилось на территории Тебердинского ландшафта меридиональных троговых долин Бокового хребта, сложенного гранитоидами палеозоя и ледниково-аллювиальными отложениями, с хвойными (сосново-пихтовыми) лесами на горно-лесных бурых почвах и Хатипарского ландшафта меридиональных хребтов (блоков), сложенного гранитоидами и коллювием, с субальпийскими и альпийскими лугами на гороно-луговых почвах.

Вертикальная структура лесных фаций отличается сложным набором ярусов как в пределах доминантных поясов, так и экотонов. По результатам наших исследований были выявлены особенности вертикальных структур для отдельных микроэлементов и выделено 6 типов вертикальной дифференциации их геохимического пространства: почвенно-древесный, почвенно-детритный, почвенно-моховой, мохово-древесный, детритно-древесный, детритно-моховый. Наиболее распространены почвенно-детритный и почвенно-моховый (25% и 30,5% соответственно).

Среди отдельных особенностей отмечены различия в ярусности фаций доминантных и экотонных поясов и ярусности фаций склонов разной экспозиции. Так, для фаций хвойно-широколиственных и хвойных лесов характерна концентрация элементов в древесном ярусе. Вертикальная биогеохимическая структура фаций доминантного пояса хвойных лесов имеет экспозиционные различия, которые прежде всего заключаются в ёмкости биогеохимического барьера. Так на склоне северной экспозиции ёмкость барьера больше, чем на южной. Экспозиционные различия в вертикальной биогеохимической структуре наиболее ярко проявляются для кадмия и меди (рис. 1, 2). Так, для почвенного яруса, яруса почвенной мезафауны выявлено усиление концентрации кадмия в фациях склона северной экспозиции, а в моховом и детритном ярусах усиление концентрации отмечено на южном склоне. Для всех ярусов большая концентрация меди отмечена на склоне северной экспозиции. Для обеих экспозиций распределение свинца и кадмия характеризуется наибольшей концентрацией в пределах почвенного, мохового и травянистого ярусов. Для меди и цинка характерна наибольшая концентрация в дождевых червях и древесном ярусе.

а) б)

Рис. 1 Распределение кадмия по ярусам фациального пространства пояса хвойных лесов а) северной экспозиции б) южной экспозиции.

а) б)

Рис. 2 Распределение меди по ярусам фациального пространства пояса хвойных лесов а) северной экспозиции б) южной экспозиции.

Фации , взятые в совокупности, в характерных территориальных сочетаниях, площадных соотношениях создают целостное представление о физико-географической специфике той или иной территории (Исаченко, 1991). Для получения полного представления о пространственной биогеохимической структуре ландшафта нельзя ограничиться вертикальной структурой отдельных его морфологических единиц. Любая фация или урочище всегда расположена в ряду других фаций и урочищ. В связи с этим в настоящем исследовании рассматривается как вертикальная неоднородность фаций, проявляемая через изменение химических показателей, так и латеральная в пределах локальных каскадных систем (фациальных рядов). Так, изучение латеральной геохимической структуры проводилось в пределах обоих выше указанных ландшафтов в ряду лесных и луговых фаций с различными условиями миграции и на склонах разных экспозиций.

Таблица 1

Показатели коэффициентов местной миграции (Км) в горно-лесных почвах хвойных лесов разной экспозиции

Местоположение

фации

Юго-восточная экспозиция

Северо-восточная экспозиция




Pb

Cd

Cu

Zn

Pb

Cd

Cu

Zn

Верхние части склонов трогов

(2100-2400 м.)

1

1

1

1

1

1

1

1

Средние части склонов трогов

(1940-1950 м.)

1,5

2,5

1,3

0,8

0,5

0,3

0,3

1,3

Днище долины

(1350-1400 м.)

2,2

0,5

2,5

0,7

0,6

0,4

2,3

3,2

Примечание: Км представляет отношение содержания элемента в почвах подчиненных гетерономных фаций к его содержанию в почвах автономных фаций.


Взаимодействие потоков вещества между верхними и нижними фациями характеризуется с помощью коэффициента местной концентрации (Км), представляющего отношение содержания элемента в почвах подчиненных гетерономных фаций к его содержанию в почвах автономных фаций (табл. 1). В пределах верхних частей склонов профиля складываются элювиальные и трансэлювиальные условия миграции химических элементов (Глазовская, 1964). По миграции микроэлементов в почвах локальной каскадной ЛГС выделены три типа латерально-миграционной дифференциации:

1) аккумулятивный, с концентрацией элементов в почвах подчиненных позиций. Это характерно для латерального распределения Pb и Cu в горно-лесных почвах юго-восточных склонов (Км=2,6-2,2), Zn и Cu в горно-лесных почвах северо-восточных склонов хребта (Км=2,3-3,2), для Zn и Cd в почвах под березняками;

2) транзитный, с обеднением гетерономных почв относительно автономных. Выявлен для латерального распределения Zn в горно-лесных почвах юго-восточных склонов (Км=0,7-0,8), Pb в горно-лесных почвах северо-восточных экспозиций (Км=0,5-0,6), Cu и Pb в почвах под березняками;

3) без существенных различий в верхнем и нижнем звеньях ЛГС (ландшафтно – геохимических систем), при этом в средних частях может наблюдаться вынос элементов. Такой тип дифференциации проявляется при распределении Cu и Zn в горно-луговых почвах.

Анализ дифференциации геохимических показателей в вертикальной структуре выявил, что расположение зон концентрации и рассеяния элементов в пределах ярусов и горизонтов фаций может служить основой выделения типов вертикальной дифференциации их геохимического пространства.