Введение к работе
Актуальность. Переувлажнение преобладающих в подзонах южной и средней тайги дерново-подзолистых почв неразрывно связано с оглеением и оторфовыванием их. Взаимодействие оглеения и оподзоливания между собой вызывает до сих пор неоднозначную трактовку сути вышеуказанных процессов (Зайдельман, 2004; Зонн, 1994; Ярков, 1961; Яшин, Кауричев, 1996). Эти процессы в таежной зоне обуславливают широкий спектр взаимосвязанных педогенных мезо- и микропроцессов, диагностика которых затруднена. Недос-таточность стационарных наблюдений за гидротермическими режимами в соп-ряженных на пашне и в лесу катенах почв, недооценка мерзлотных явлений, физических свойств почв затрудняли выявление параметров оглеенных почв, решение классификационных проблем, вопроса рационального использования земель в лесохозяйственных и сельскохозяйственных целях.
Цель работы: выявление параметров оглеения и оподзоливания в почвах Северо-Востока Русской равнины, раскрытие основных черт естественного и антропогенного теплового, водного и химического режимов почв, необходимость мелиораций.
Основные задачи включают:
- изучение влияния колебаний климата и элементов микро- и мезорельефа на морфологические, химические и гидротермические свойства дерново-подзолистых и подзолистых оглеенных почв в лесу и на пашне;
- режимные наблюдения за температурным, водным и химическим режимами в катенах дерново-подзолистых и агродерново-подзолистых новоосвоенных почв;
- выявление признаков качественной и количественной диагностики оглеения и оподзоливания в почвах на покровных суглинках, уточнение их соотношения в подзонах южной и средней тайги;
- оценка временной и пространственной трансформации водно-физических, химических и гидротермических свойств в катенах дерново-подзолистых и подзолистых почв после освоения и осушения в подзонах тайги;
- характеристика влияния оглеения, освоения и осушения на агрегатный состав почв, выявление ведущих агентов структурообразования в кислых почвах подзон южной и средней тайги, разработка рекомендаций по активизации агрегатообразования;
- изучение морфологии ортштейнов, их количества и химического состава в дерново-подзолистых и подзолистых неоглеенных и оглеенных почвах естест-венной и пахотной катен, выявление различий, обусловленных агрогенезом и оглеением;
- разработка эколого-мелиоративной группировки почв подзон южной и средней тайги с рекомендациями по их использованию.
Научная новизна. В диссертационной работе впервые:
– Выявлены свойства дерново-подзолистых типичных, турбированных и оглеенных почв на покровных суглинках в северной части южной тайги.
– Исследованы гидротермические и химические режимы типичных, турбированных, глееватых и глеевых суглинистых почв; показано, что перерас-пределение влаги, мигрирующих элементов происходит главным образом в пределах элювиального горизонта латеральным путем.
– Оценены параметры оглеения дерново-подзолистых почв по их вариа-бельности в пространстве в различные по климатическим условиям годы.
– Установлены и статистически обоснованы количественные и качест-венные критерии степени оглеения дерново-подзолистых почв.
– Выявлена роль микро- и мезорельефа в формировании разнообразия физико-химических свойств суглинистых оглеенных почв южной и средней тайги Русской равнины; показаны особенности их деградации.
– Установлены изменчивость агрегирования под влиянием оглеения, освое-ния и осушения почв, ведущие факторы агрегатообразования в кислых почвах.
– Изучены физические и химические свойства темногумусово-глеевых почв, рассмотрены проблемы их освоения.
– Обоснована защитная геохимическая роль ортштейнов, обеспечивающих длительное существование лесных экосистем на суглинистых почвах.
– Разработана эколого-мелиоративная группировка суглинистых почв подзон южной и средней тайги с рекомендациями по их использованию.
Практическая значимость работы и реализация результатов
Результаты исследований использованы при составлении "Рекомендаций по мелиоративной группировке подзолистых почв", переданных в Институт "Комимелиоводпроект". Рекомендации даны для каждой группы почв в зависи-мости от экологических условий их формирования. Полученные данные по стабильности водно-физических свойств почв использованы при составлении экологических карт к Атласу Республики Коми, подготавливаемом Институтом биологии Коми НЦ УрО РАН. Разработанная мелиоративная группировка суглинистых почв может быть использована для обоснования проектных, прогнозных и мониторинговых решений. На основе предпринятых исследований составлены "Карта устойчивости почв к антропогенным физическим нарушениям", "Карта эрозионно-опасных земель".
Положения, выносимые на защиту:
1. Закономерности изменения состава и свойств дерново-подзолистых почв Северо-Востока Русской равнины в катенах, параметры оглеения суглинистых почв различных местообитаний в пределах подзон южной и средней тайги при освоении, окультуривании и осушении.
2. Агрегатообразование в суглинистых почвах, устойчивость агрегатов.
3. Темногумусово-глеевые почвы тайги, проблемы их освоения.
4. Биогеохимическая и экологическая роль ортштейнов суглинистых почв.
5. Принципы агромелиоративной группировки суглинистых почв в подзонах тайги.
При написании диссертации использованы результаты многолетних комплексных исследований, выполненных лично, при непосредственном участии автора или под руководством автора.
Апробация работы. Основные положения диссертации представлены: на международных симпозиумах и конференциях: "II International Conference Cryopedology 97" (Syktyvkar, 1997), Symposium" Climate Change Effects on Northern Terrestrial and Freshwater Ecosistems Arcticum"(Rowaniemi, Finland, 1997), International Conference "Ecology of Taiga Forets" (Syktyvkar, 1998), "Seventh International Conference Permafrost" (Yellowknife, Canada, 1998): International Conference Soil Biogeography (Syktyvkar, 2002); на всесоюзных и всероссийских конференциях и совещаниях: делегатские съезды Российского общества почвоведов (Санкт-Петербург, 1995), Всероссийская конференция "Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения (Москва, 1998), научно-производственная конференция "Рациональное использование земельных ресурсов России" (Киров, 1993), II Международная школа-семинар "Экологические проблемы Севера" (Архангельск, 1992),"международная конференция "Поморье в Баренц регионе, 2000, 2001; «Экология северных территорий России, проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения» (Архангельск, 2002).
Объем и структура. Диссертационная работа изложена на 370 страницах машинописного текста, состоит из 10 глав, заключения, выводов, предложений производству, библиографии и включает 99 таблиц, 20 рисунков, 12 приложений. Список литературы содержит 358 источников. Автором опубликовано 56 печатных работ, из которых три монографии, семь статей в рецензируемых журналах, две статьи в зарубежных изданиях.
Диссертант выражает искреннюю благодарность всем, кто оказал содействие при выполнении данной работы и, прежде всего сотрудникам отдела почвоведения Института биологии, где были выполнены многие анализы и обсуждены результаты исследований. Автор искренне благодарен профессору, доктору с.-х. наук Забоевой И.В., определившей научное направление исследований, докторам с.-х. наук Безносикову В.А. и Хмелинину И.Н за научное редактирование рукописи монографий. Глубокую благодарность автор выражает профессору, доктору с.-х. наук Ф.Р. Зайдельману, принявшему участие в выборе Летского стационара.
