Почвенный покров экосистем бассейна реки деймы

Вид материала

Содержание

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Подобный материал:

1 2 3 4

Глава 5. Районирование почвенного покрова

Современное состояние земельных ресурсов Калининградской области, характеризуется наличием проблем связанных с последствиями социально-экономического кризиса начала 90-х годов ХХ века: изменение структуры земельного фонда, в частности, росте площадей залежей (Анциферова, 2005); отсутствие информации о современном состоянии земельных угодий из-за прекращения проведения почвенных и геоботанических съемок; рост площадей кислых и заболоченных почв; увеличение числа землепользователей в результате раздела крупных хозяйств, приведшее к бессистемному использованию земель; возникновение контрастности землепользования, выразившиеся в различии в состоянии угодий, внесении удобрений, соблюдении севооборотов, между урожаями культур, в хозяйствах, расположенных в сходных природно-климатических условиях.

Изучение почвенного покрова бассейна Деймы позволило выявить ряд проблем, связанных с использованием земельных ресурсов, вызванных их нерациональным использованием (развитие эрозионных процессов, падение содержания гумуса, заболачивание, увеличение площадей залежей), свидетельствующих о необходимости совершенствования системы землепользования с помощью разработки и последующего внедрения научно-обоснованных адаптивно-ландшафтных систем земледелия (АЛСЗ) взамен существующих зональных, имеющих ряд недостатков, препятствующих получению стабильно высоких урожаев и поддержанию устойчивости агроландшафтов.

Сложность почвенного покрова, обусловленная рядом факторов, типична для Южной Прибалтики в целом и Калининградского эксклава в частности. Влияние структуры почвенного покрова на урожайность сельскохозяйственных культур, с одной стороны, и развитие сельскохозяйственной науки с другой, создают предпосылки для перехода от зональных систем земледелия к адаптивно-ландшафтным.

В основе планирования АЛСЗ лежит построение информационных схем, обобщающих сведения о факторах плодородия почв. Необходимость разработки блоков информационной системы обоснована потребностью получения объективной информации о компонентах агроценоза. Для перехода от природно-зональных к адаптивно-ландшафтным системам земледелия следует разработать схему управления плодородием почв, учитывающую все индивидуальные особенности взаимодействия факторов почвообразования в каждом агроландшафте (агроценозе), не принимавшиеся ранее во внимание при построении природно-зональных систем земледелия.

Основными задачами АЛСЗ мы вслед за В.И. Кирюшиным (1993,1996) считаем:

-физико-геологическая и геохимическая адаптация земледелия;

-агроклиматическая адаптация;

-соответствие земледелия агроэкологическим требованиям культур;

-адаптация земледелия к социально-экономическим условиям;

-адаптация к различным формам хозяйствования;

-соответствие земледелия требованиям охраны природы и системам экологических ограничений технологий.

Проблемы почвенно-ландшафтного районирования Калининградской области ранее рассматривались в работах А.А. Суховой и А.А. Куркова (1972), занимавшихся ландшафтным районированием на уровне геоморфологических районов, охватывающих сразу несколько бассейнов малых рек, и А.Н. Геннадиева и Ю.И. Пиковского (2007), посвященных вопросам устойчивости почв Калининградской области к загрязнению нефтепродуктами.

Данные полевых исследований позволили нам выделить на территории бассейна р. Деймы 6 почвенно-ландшафтных подрайонов (рис. 5).

Рис.5. Почвенно-ландшафтное районирование бассейна р. Деймы

1.Холмистая конечно-моренная равнина под сельскохозяйственными угодьями и широколиственно-еловыми и сосновыми лесами на дерново-глеевых и дерново-подзолистых почвах;

2.Холмистая основно-моренная равнина под сельскохозяйственными угодьями и широколиственно-еловыми и широколиственными лесами на дерново-подзолистых почвах;

3.Плоская озерно-болотная равнина под сельскохозяйственными угодьями, черноольховыми лесами и тростниковыми зарослями на аллювиально-болотных почвах;

4. Плоские и слабоволнистые озерно-ледниковые равнины под сельскохозяйственными угодьями, еловыми и черноольховыми лесами на дерново-подзолистых и дерново-глеевых почвах;

5. Волнистые флювиогляциальные равнины и зандры под сельскохозяйственными угодьями и широколиственными лесами на дерново-подзолистых и дерново-глеевых почвах;

6. Плоская пойма под заливными осоковыми лугами на аллювиальных дерновых и аллювиальных болотных почвах.

Данная классификация не является исчерпывающей, поскольку не охватывает всего многообразия ландшафтов бассейна Деймы, а лишь показывает их основные, наиболее общие типы. Примером может служить район холмисто-моренной равнины, который можно рассматривать как два подрайона – западный и восточный.
Территории, на которых проводились почвенные исследования, выбраны нами в качестве ключевых мониторинговых участков. Поэтому в работе не приводятся данные о площадях занимаемых каждой почвенной разностью в пределах бассейна, так как объективные данные могут быть получены только при крупномасштабной почвенной съемке.

Структура землепользования в начале 80-х гг., согласно данным по хозяйствам, находившимся на территории бассейна Деймы (Оценка земель, 1981) имела следующий вид: на пашню приходилось около 50% от всех сельскохозяйственных угодий (15,5 из 32,1 тыс. га), около 30% - пастбища, 20% - сенокосы. К сожалению, на сегодняшний день точные данные об экспликации земель найти невозможно. Однако рекогносцировочные объезды территории бассейна в 2005 г. показали рост залежных земель в восточной части бассейна. Значительную часть площади исследуемой территории занимают леса (140 км²) и заливные луга (75 км²). Остальная часть приходится на земли водного фонда, дороги и земли населённых пунктов.

При создании информационной базы для разработки адаптивно-ландшафтных систем земледелия, нами был обнаружен недостаток информации по следующим разделам:

-не изучены пищевой и воздушный режимы почв. Имеющиеся сведения о тепловом режиме нуждаются в корректировке и существенном дополнении.

-физические свойства: пористость, плотность, физико-механические свойства изучены слабо, что создает препятствие для оптимальной оценки запасов органического вещества и биогенных элементов в почве. Отсутствуют объективные данные о водно-физических свойствах – водопроницаемости почв, влагоёмкости, водоподъемной способности. Требует дальнейшего изучения гранулометрический состав.

-химические свойства: мало изучены минералогический и валовой состав (отсутствуют современные данные), нет данных о содержании токсинов. Однако в ходе исследований проведенных в 2002-2003 гг. было установлено низкое содержание тяжелых металлов в почвах ключевого участка Изобильное (Рябой, Уманский, 2003). Отдельного внимания заслуживает изучение химического состава воды, имеющее важнейшее значение для оценки миграции элементов в геоэкосистемах.
-физико-химические: исследования окислительно-восстановительных свойств почв на территории Калининградской области проводились исключительно в дельте р. Неман (Докучаев, 2000, 2000а).
-биологические: необходимо проведение микробиологических исследований, (нет объективных данных о микробном пейзаже различных типов почв Калининградской области, изучение эмиссии СО₂ находится на начальном этапе). Необходимо также изучение почвенной фауны ипродуктивности растительных сообществ.

Следует обратить внимание на элементарные почвенные процессы (ЭПП), которые определяют проявление свойств почв и управление ими через оптимизацию водного, воздушного (газового), теплового и пищевого режимов.

Биогенно-аккумулятивные ЭПП. Активное протекание биогенно-аккумулятивных процессов отмечено почти на всех почвах ключевых участков, что подтверждается наличием гумусово-аккумулятивных, торфяных и пахотных горизонтов мощностью более 20 см. Исключение составляют лесные почвы участка Солдатово, где ярко выражены элювиальные процессы (оподзоливание), почти не проявляющиеся в остальных почвах. Пространственная неоднородность содержания гумуса в пределах ключевых участков вызвана различными причинами – прямыми (внесением органических удобрений) и косвенными (перевыпас), а также особенностями взаимодействия режимов.

Среди иллювиальных процессов следует выделить лессиваж (бурые лесные почвы), подзолисто-иллювиальный (дерново-подзолистые и подзолистые иллювиально-железистые), иллювиально-железистый (подзолистые иллювиально-железистые).

Метаморфические процессы. Наличие оглеения было отмечено нами в 20 из 42 описанных нами минеральных почвах, причем четких закономерностей между приуроченностью почвы к определенному элементу рельефа, гранулометрическим составом оглеенного горизонта, его верхней границей, степенью оглеения и реакцией среды пока не выявлено.

Эрозионные процессы представлены преимущественно плоскостным смывом. Возможно развитие размыва на пахотных почвах, приуроченных к склонам холмов и бровкам высоких надпойменных террас. Почвы с признаками дефляции не выделены, поскольку изучения процессов развевания не проводилось.

Антропогенные процессы. Преобладающий процесс – создание пахотного слоя, образованного за счет преобразования горизонтов А_1,А₂ и В₁.

Следовательно, необходимо более детально изучить взаимодействие режимов почвообразования, их влияние на проявление ЭПП, а также проведение мониторинговых наблюдений за цикличностью проявления элементарных почвенных процессов.

Важное значение имеют данные о химических свойствах почв бассейна Деймы, имеющих следующие особенности:

дерново-подзолистые почвы ключевого участка Изобильное: содержание гумуса 0,5-1,5 % (от низкого до среднего для почв легкого гранулометрического состава), нейтральная реакция среды (рН=6,1-6,4), высокое содержание фосфора (218 мг/кг и более), содержание калия – от среднего (76 мг/кг) до высокого (197 мг/кг);
дерново-подзолистые и агростратоземы ключевого участка Григорьевка: очень низкое содержание гумуса (0,6-1,5%), реакция среды нейтральная или близкая к нейтральной (рН = 5,95-6,2), содержание фосфора от среднего (132 мг/кг) до очень высокого (540 мг/кг);
дерново-подзолистые почвы ключевого участка Саранское: содержание гумуса от низкого (1,0 %) до среднего (2,55 %), реакция среды от среднекислой (рН=4,9) до нейтральной (рН = 6,1), содержание фософора от среднего до высокого, калия от повышеннного до высокого (от 100 до 285 мг/кг);
дерново-подзолистые почвы ключевого участка Ивановка: реакция среды от слабокислой до нейтральной (рН = 6,7, рН_Н20 может принимать слабощелочные значения), содержание фосфора и калия от высокого (410 и 254 мг/кг) в верхней части склона до среднего (100 и 126 мг/кг) в нижней части склона.
дерново-подзолистые и дерново-глеевые почвы ключевого участка Заборье: реакция среды от нейтральной до слабощелочной, содержание калия высокое, содержание фосфора – низкое.

Вышеприведенные данные могут основой для составления рекомендаций по разработке системы известкования и систем удобрения.

Район плоской озерно-ледниковой равнины, занимаемый аллювиальными болотными и болотными низинными почвами, исследован очень слабо. В советское время земли, расположенные на этой территории находились в землепользовании рыболовецкого колхоза «Доброволец», а также колхоза им. Кирова и совхоза «Саранский» (Оценка земель Калининградской области, 1981) и использовались как кормовые угодья. Учитывая уязвимость пойменных и прибрежных ландшафтов в целом, и аллювиально-болотных и болотных низинных почв как компонентов ландшафта в результате антропогенного воздействия, предпочтительно использовать угодья в качестве сенокосов и пастбищ при условии соблюдения пастбищеоборота.

При разработке систем земледелия используется традиционное деление территории Калининградской области 4 сельскохозяйственных района: Пригородный, Северный, Восточный и Южный. Согласно данному районированию, территория бассейна р. Деймы расположена в 2 сельскохозяйственных районах: нижнее течение — в Северном районе, а верхнее — в Южном. Деление территории Калининградской области на 4 района носит обобщенный характер. Это обстоятельство позволяет в целях проектирования адаптивно-ландшафтных систем земледелия применительно к территории бассейна р. Деймы выделить внутри Северного и Южного сельскохозяйственных районов более мелкие подрайоны соответствующие упомянутым выше почвенно-ландшафтным подрайонам.

Таким образом, типология сельскохозяйственных земель бассейна Деймы принимает следующий вид:

Земли автоморфных ландшафтов конечно-моренной холмистой равнины, используемые в зависимости от требований возделываемых культур, морфологических свойств почв и агрохимических показателей, в качестве кормовых (склоны холмов) и пахотных угодий (ровные участки с промывным водным режимом) или под закладку многолетних насаждений.
Земли холмистой основно-моренной равнины. Равнинные участки, являющиеся водоразделами притоков Деймы использовать как пахотные угодья с широким ассортиментом возделываемых культур, за исключением наличия экологических условий, ограничивающих возделывание конкретной культуры. В долинах малых рек хозяйственную деятельность вести в соответствии с размерами водоохранных зон.
Земли водно-ледниковых равнин – занимают промежуточное положение между первыми двумя типами земель с учетом местных геохимических особенностей.
Земли озерно-ледниковых равнин, используемые для возделывания зерновых и пропашных культур на мелиорируемых землях.
Пойма р. Деймы, территорию которой, как и прилегающие не покрытые лесом склоны долины, следует использовать исключительно в качестве сенокосных угодий.
Земли озерно-болотной низменности, используемые преимущественно под кормовые угодья, при наличии небольших площадей мелиорируемых земель, на которых возможно производство зерновых, пропашных и овощей при строгом соблюдении системы удобрения и контроле за мелиоративными системами.

Большое внимание следует уделить визуализации информационной базы для разработки АЛСЗ. Прежде всего, это создание крупномасштабных и детальных почвенных карт, составленных на основе карт рельефа. Необходимость их создания связана с необходимостью получения информации о современном состоянии почвенного покрова и сведений относящихся к его пространственным характеристикам (т.е. к его структуре). Обобщение имеющихся данных должно послужить основой для создания региональной (бассейновой) геоинформационной системы (ГИС), содержащей сведения, необходимые для планирования сельскохозяйственного производства: данные о компонентах экосистемы исследуемой территории: климат, рельеф, гидрогеологические условия, растительность, почвы; структуре земельного фонда; состоянии водной среды, данные о возделываемых культурах и их урожайности; обеспеченности хозяйств трудовыми ресурсами и техникой и т.д. Применение методов системного анализа позволит обеспечить постепенный переход к устойчивому развитию агроландшафтов.

Выводы

Почвенный покров бассейна р. Деймы помимо занимающих преобладающее положение дерново-слабоподзолистых почв различной степени гидроморфизма и приуроченных к пойме аллювиальных болотных и аллювиально-дерновых почв представлен также дерново-подзолистыми иллювиально-железистыми, дерново-глеевыми и антропогенно-измененными почвами.
Формирование почв происходит в условиях гумидного климата, на материнских породах ледникового генезиса под растительностью типичной для таежно-лесной зоны.
Основными элементарными почвенными процессами являются гумусообразование, создание пахотного слоя (в почвах сельскохозяйственных угодий), оглеение. Оподзоливание выражено преимущественно в лесных почвах.
Химические свойства почв характеризуются колебаниями значений основных показателей в широком диапазоне: обменная кислотность дерново-подзолистых почв от очень кислой (рН =3,94) до слабощелочной, содержание гумуса от очень низкого (0,5 %) до среднего (2,25%), содержание подвижного фосфора и обменного калия от очень низкого до очень высокого.
Почвенный покров имеет сложную структуру, обусловленную факторами как геологической природы (пестрота материнских пород), так и связанными с хозяйственной деятельностью человека (вспашка, мелиоративные работы). Преобладающими типами почвенных комбинаций являются литогенные мозаики, в образовании которых принимают карбонатные и бескарбонатные моренные суглинки, а также обратные двучлены и комплексы природных и антропогенно-измененных почв.
Антропогенная трансформация почв принимает различные формы: от образования пахотного слоя до полного изменения морфологического строения профиля в результате агрогенного (обработка почвы, мелиоративные мероприятия) и техногенного (гражданское, промышленное и военное строительство, добыча полезных ископаемых и т.д.) воздействий.
В ходе проведения почвенно-ландшафтного районирования бассейна р. Деймы выделено 6 основных почвенно-ландшафтных подрайонов, характеризующихся единством компонентов геосистем: холмистая конечно-моренная равнина под сельскохозяйственными угодьями и широколиственно-еловыми и сосновыми лесами на дерново-глеевых и дерново-подзолистых почвах; холмистая основно-моренная равнина под сельскохозяйственными угодьями и широколиственно-еловыми и широколиственными лесами на дерново-подзолистых почвах; плоская озерно-болотная равнина под сельскохозяйственными угодьями, черноольховыми лесами и тростниковыми зарослями на аллювиально-болотных почвах; плоские и слабоволнистые озерно-ледниковые равнины под сельскохозяйственными угодьями, еловыми и черноольховыми лесами на дерново-подзолистых и дерново-глеевых почвах; волнистые флювиогляциальные равнины и зандры под сельскохозяйственными угодьями и широколиственными лесами на дерново-подзолистых и дерново-глеевых почвах; плоская пойма под заливными осоковыми лугами на аллювиальных дерновых и аллювиальных болотных почвах.
Рациональное использование почвенного покрова предполагает разработку адаптивно-ландшафтных систем земледелия для каждого почвенно-ландшафтного подрайона с учетом факторов лимитирующих ведение сельского хозяйства.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Уманский А.С. Химические свойства видоизмененных почв элювиальных ландшафтов Калининградской области (на примере бассейна р. Деймы) // Известия СПбГАУ, 2008, № 11. -С.25-27.

2. Уманский А.С. Экологический ряд почв бассейна реки Деймы// Вестник РГУ им. Канта, 2009, № 7 — С.98 -106.

В сборниках статей, материалов конференций, региональных изданиях

3.Рябой В.Е., Уманский А.С. Особенности почв геохимической катены долины р. Деймы.// Вопросы сельского хозяйства. Сборник научных трудов. – Калининград, КГТУ, 2003 –С.57–61.

4.Уманский А.С. Почвенный покров геохимической катены долины р. Деймы.// Тезисы докладов Всероссийской конференции «VII Докучаевские молодежные чтения». 1-6 марта 2004 г. – СПб., СПбГУ, 2004 – С.123 –124.

5.Уманский А.С. О применении картографических материалов для оценки современного состояния почв бассейна р. Деймы. // Тезисы докладов Всероссийской конференции «VIII Докучаевские молодежные чтения». 1-3 марта 2005 г. - Спб., СпбГУ, 2005 – С.192 –193.

6.Уманский А.С. Антропогенно измененные дерново-подзолистые почвы восточной части бассейна р. Деймы. // Проблемы сельского хозяйства. Межвузовский сборник научных трудов. – Калининград, КГТУ, 2005а – С. 113 –121.

7.Уманский А.С. Перспективы исследований почвенного покрова бассейнов малых рек Калининградского эксклава (на примере бассейна Деймы). //Современные перспективы развития почвоведения. Материалы международной научной конференции посвященной 60-летию института почвоведения им. У.У.Успанова – Алматы, 2005б. – С. 43.

8.Umansky A. Anthropogenicly changed soddy-podzolic soils of east part of Deyma basin. //Kalmar Eco-Tech’05. Bioremidiation and leachate treatment. The 5^th International Conference on Establishment of Cooperation between companies and Institutions in the Nordic Countries and Countries in the Baltic Sea Region. November 28-30, 2005, Kalmar, Sweden. – p. 501 –506.

9.Уманский А.С. Особенности морфологии профиля почв бассейна р. Деймы. //Материалы IX Всероссийской конференции Докучаевские молодежные чтения. 1-3 марта 2006 г. – Спб., СпбГУ, 2006. –С. 310 –311.

10.Уманский А.С. Генетическая морфология антропогенно-измененных почв бассейна р. Деймы.// Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 100 летию кафедры почвоведения им. Л.Н. Александровой – СПб –Пушкин, 2006а. – С.33–34.

11.Уманский А.С. Морфологическое строение лесных почв бассейна р. Деймы. // Современные проблемы почвоведения и экологии. Сборник статей. Ч.2. – Йошкар-Ола, 2006б.– С. 300–303.

12.Уманский А.С. Кислотность почв восточной части бассейна р. Деймы. // Инновации в науке и образовании–2006. Труды научной конференции. Ч.1. - Калининград, КГТУ, 2006в – С. 152-154.

13.Уманский А.С. Пространственная неоднородность кислотности дерново-слабоподзолистых почв ключевого участка «Саранское» (бассейн р. Деймы) // Известия КГТУ, 2007, № 11 – С. 50 –54.

14.Уманский А.С. Антропогенно-трансформированные почвы элювиальных ландшафтов бассейна р. Деймы// Материалы Международной конференции «Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты». – СПб, СПбГУ, 2007а. – С. 536 –539.

15.Уманский А.С. Морфологическое строение почв холмов южной части бассейна р. Деймы // Инновации в науке и образовании –2007. Труды научной конференции. Ч.1. - Калининград, КГТУ, 2007б. – С. 168-171.

16.Паракшина Э.М., Паракшин Ю.П., Кулбасова В.Ю., Уманский А.С. К агрохимической характеристике почв Калининградского эксклава // Агрохимия и экология: история и современность. Материалы международной научно-практической конференции. Т.3. – Нижний Новгород, 2008. – С.71-75.

17.Уманский А.С. Почвы широколиственных лесов бассейна р. Деймы.// Материалы V съезда Всероссийского общества почвоведов им. В.В. Докучаева. 18-23 августа 2008 г. – Ростов-на-Дону, 2008 – С.357.

18.Уманский А.С. Основные тенденции антропогенного изменения почв бассейна р. Деймы// Международная научная конференция «Аграрная наука и практика: проблемы и перспективы» посвященная 270-летию со дня рождения А.Т. Болотова. Тезисы докладов. – Калининград, 2008а. – С.67-68.

19.Уманский А.С. Содержание подвижного фосфора и обменного калия в почвах бассейна р. Деймы // Инновации в науке и образовании–2008. Труды научной конференции. Ч.1. - Калининград, КГТУ, 2008б. - С.170-172.

20.Уманский А.С. Дерново-подзолистые почвы бассейна р. Деймы: генезис, строение, свойства// Изучение, освоение и использование почв Сибири: Материалы Международной научной конференции «Вклад академика Л.И. Прасолова в изучение и сельскохозяйственное освоение почв Сибири» - Новосибирск, СО РАСХН, ГНУ НИИАП Хакасии, 2008в. – С.96-107.

21.Уманский А.С. Перспективы рационального использования почв бассейна Деймы // Материалы 10-й международной конференции посвященной 450-летию Астрахани «Проблемы сохранения биоразнообразия вод Каспийского моря и водоёмов внутреннего стока Евразии» 25-30 апреля 2008. - Астрахань, АГУ, 2008г. – С. 206-208.

Подписано к печати 17.05.2010. Заказ 339. Объем 1,5 п.л.

Бумага 60х84 (1/16). Тираж 120 экз.

_______________________________________________________________________________________

Издательство ФГОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет»,

236022, г. Калининград, Советский проспект, 1.

1 Линза песка

Blog

Почвенный покров экосистем бассейна реки деймы

Содержание