Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор современного состояния проблемы 11
1.1 Геолого-геоморфологические исследования 11
1.2 Абиотические и биотические исследования 12
Глава 2. Объекты, условия и методика проведения исследоватаги
2.1. Краткая геолого-литологическая и почвенная харак- теристика территоргаї Стрелецкой степи
2.2. Климатические условия района исследований 29
2.3. Методика проведения исследований 30
Глава 3. Состояние компонентов биосферы и влияние на них форм природопользовагаш
3.1. Сложение и геохимическая изменчивость почвообразующих пород почвенного профиля
3.2. Влияние формы природопользовашія на содержашіе и распределение гумуса и подвижных элементов питания в профиле черноземов
3.3. Гнщзотершгческий режим и микробиологическая 45 активность черноземов при различных формах зтриродопользоватош
3.4 ПродуктиБНость исследуемых геосистем Стрелецкого участка
Глава 4. В лияиие форм природопользования на биоэнергетические показатели исследуемых объектов Стрелецкого участка
4.1. Энергопотенциал почв исследуемых геосистем 19
4.2 Биоэнергетнческого потенциал территоргпі геосистем при различных формах природопользования
4.3. Экологическая емкость территории геосистем 83
Глава 5. Особенности функционирования природных геосистем при различных формах природопользования
Выводы 89
Библиографический список 94
Приложения 111
- Абиотические и биотические исследования
- Климатические условия района исследований
- Влияние формы природопользовашія на содержашіе и распределение гумуса и подвижных элементов питания в профиле черноземов
- Биоэнергетнческого потенциал территоргпі геосистем при различных формах природопользования
Введение к работе
Актуальность темы. Современное состояние и темпы развития народного хозяйства требуют рационального использования прігродньїх ресурсов и бережного отношения к окружающей среде. Эти задачи на протяжении многих лет имели, и имеют в настоящее время, большую экономическую и социальную значимость. Рациональное пріпюдопользовшше, охрана прігродьі и контроль за состоянием окружающей среды возможны лишь на основе знаний о состоянии и взаимодействии непрерывно изменяющихся в пространстве и времени прігро-ды и общества.
Познание закономерностей изменения в геосистемах под воздействием природных и антропогенных факторов актуально, так как является основой для разработки рационального использования земель, охраны прігродной среды и прогнозирования ее изменения. Одним из путей такого изучения становятся исследования геосистем локального уровня, поскольку все источнгаси воздействия человека на природу локальны. И если вопросы, касающиеся состояния геосистем и процессов, протекающих в них Б настоящее время, освещены достаточно широко, то вопросы оценки прогноза и изменения окружающей среды требуют дальнейшей разработки. Это связано с тем, что прогноз как краткосрочный, так и долгосрочный, а также направленность в развитии геосистем должны базиро-ваться на многолетних наблюдениях за динамішой протекающих процессов.
В большинстве же случаев динамика процессов изучается в течение одного, трех лет и значительное колігчєство собрашгото материала носит описательный характер, хотя в основе любой оценки или прогноза должны лежать количественные показатели, харшчтєріїзуїощие состояние пли этапы развития изучаемых объектов. В связи с этим, необходимо иметь эталон, относительно которого можно было бы оценивать состояние изучаемых объектов. С этой точки зрения огромное значение играют заповедники, ведущие стационарные наблюдения за пріфодньїми процессами не одни десяток лет. Общепринятым стало положение о том, что именно территории, входящие в состав заповедников, обладают фоновыми показателями состояния окружающей среды. В некоторых из шіх изучается состоязше и фушщиогафование геосистем, в том числе и ее компонента - почвы - и процессов, протекающих Е ней.
В период освоения наиболее прогрессивных систем земледелия актуально знание о современном состоянии земель и влияние на них различных форм использования, їїрігчєм для целей контроля, прогноза и управлешш эти знания должны содержать качественные и количественные параметры.
Наряду с этим, известно, что процессами превращения веществ в геосистеме управляют потоки энергии. Следовательно, исследование состояния к функционировашш геосистем необходимо проводіггь как на вещественном, так и на энергетическом уровне,
Работ, посвященных изучению заповедных экосистем, достаточно много, но все oral носят спещіолизіфовшіньш характер, освещая ту или иную сторону протекающих процессов или давая определенную характеристгасу объекта на вещественном уровне. В большинстве своем эти исследования проводились в разное время с различными целями и, естественно, по различным методтшам, что затрудняет систематизацию и обобщение данных. Работ же, посвященных изучению геосистем Б заповедниках, немного, н в основном они дают представление о состоянии одного или двух компонентов геосистемы.
Недостаточно освещен вопрос, касающийся сложения и литологии почво-образующих пород почвенных профішей. В больппшстве случаев о наличии или отсутствии дифференциации почвенного профиля на однородных неслоистых породах судят по основным компонентам минеральной части почвы — окиси кремния (Si02) и полуторным окислам (R203); по их абсолютному содержанию в разных горизонтах почв и по изменению молекулярных отношешш. Этого недостаточно, поскольку почвообразующие породы в профіте почвы могут иметь схожие коэффициенты молекулярных отношешш кластогенных осадочных образований, относится к одинаковой пелитовой фращїш, но иметь различный литологический состав и различный временной интервал в аккумуляции. Это особенно важно при типизации почв, определеюш пространственного размещения элементарных почвенных ареалов, изучение структур почвенного покрова, а в ряде случаев и для определения времени формирования почвенного профиля.
Целью данной работы является исследование влияния различных форм природопользования на состояние и функционирование геосистем с черноземными почвами Центрально-Черноземной лесостепи на вещественном и энергетических уровнях для рационального использования природных ресурсов. управлетш качеством окружающей среды и разработки систем земледелия на ландшафтной основе.
Для достижешгя цели были поставлены и решены следующие задачи:
1. Исследовать лігеологический состав, слоистость и геохимическую изменчивость почвообразующих пород в пределах почвенного профиля.
2. Изушгть годовую динамику и распределение в профиле почвы гумуса и подвижных форм шшеральных элементов питания при различных формах природопользования.
3. Выявить влияние форм природопользования на водный режим и микробиологические свойства черноземов.
4. Определить продуктивность фитоценозов геосистем Центрально черноземной зоны.
5. Исследовать состояние и функционировашіе изучаемых геосистем на биоэнергетической основе при различных формах природопользовашЕЯ.
Научная новизна работы. Впервые для Центрально-Черноземной зоны проведено комплексное исследование состояния и функционирования геосистем с черноземнъвш почвами при различных формах прігродопользовашЕЯ па вещественном и энергегсгческом уровнях. Выявлена неоднородность Б литоло-гическом составе почвообразующих пород почвенного профиля. Показаны закономерности распределения хишгческих элементов и формирования геохимического барьера в профиле почвы. Выявлены особенности влияния различных категорий влаги в почве на численность и видовой состав міпфооргагаїзмов, усваивающих азот. Установлены закономерности влияния форм природопользования на биоэнергетические показатели геосистем.
Практическая значимость. Изученные кошгчественные показатели исследуемых щлгродных объектов могут служить эталоном для сравнения при решении задач, связанных с разработкой систем земледелия на ландшафтной основе. Разработанный и примененный методический подход, базирующийся на комплексном изучении состояния и функционіфования геосистем на вещественном и биоэнергетическом уровнях, может служить для решения широкого спектра научных и прикладных задач, начиная от выделения локальных участков для сельскохозяйственного использования до составления прогнозов, с целью выявления направленности функционирования геосистем и разработки решений по охране окружающей среды.
Основные защищаемые положения.
1. Неоднородность в литологическом составе и слоистость почвообра-зующих пород почвенного профиля исследуемых геосистем.
2. Особенности влияния форм природопользовашія на содержание гумуса и подвижных форм питательных веществ в почвенном профиле, на водный режим, микробиологические свойства черноземов и продукттшность фитоценоза.
3. Биоэнергетическая оценка состояния, функциошгрования и направленности развития геосистем Центрально-Черноземной зоны лесостепи.
Факпиіческая основа работы. Работа базируется на пятилетних систематических исследованиях автора гидротермического режима почв, на почвенных исследованиях 1999-2000 годов (отбор почвенных образцов и іштерпретация данных анализа на минеральные элементы питания растений и гумуса в профиле черноземов), на анализе: климатических показателей за период с 1947 по 2000 годы метеостанции "Стрелецкая степь", геоботанических и микробиологических исследований, обобщении картографического материала и литературы по геолого-геоморфологическому строеншо территории Средне-Русской возвышенности, В процессе камеральной обработки материалов автором изучены 22950 почвенных образца. Обработаны результаты хішического анализа 200 образцов. Обработка полученного материала проводилась с применением компьютерных программ AVTOCAD-2000, Microsoft Excel-2000 с построением графиков в программе Microsoft Word-2000.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на Региональных научно-практических конференциях (Воронеж,. 1997), (Тула, 2001); на Международном симпозиуме (Оренбург, 2000), на Международной научно-практической конференции (Курск, 2002), на заседаниях ученого совета Центрально-Черноземного заповедника и лаборатории агропочвоведения Всероссийского научно-исследовательского института земледелия и защиты почв от эрозии.
Публпкации. По материалам диссертации опубликовано 20 печатных работ.
Объем работы. Диссертация изложена на 158 листах машинописного текста и состоігг из введения, 5 глав, выводов, библиографігческого списка из наименования (21 из них на англішском языке) и приложения. Текст иллюстрирован 14 таблицами, 39 рисунками и 33 таблицами приложения.
Абиотические и биотические исследования
Работ, касающихся изучения состояния геосистем Центральночерноземного зпповедншса на веществеїшом уровне довольно много, поскольку он являлся Курским стационаром Института географии АН РФ, но все они но- V сят тематический характер. Поэтому мы остановимся на тех работах, которые легли в основу наших исследований. Их следует разделить на несколько групп: а) наблюдения за климатом и гидротермическим режимом почв; в) геоботанические исследовании (в части продуктивности фитомассы); г) состав и строение органического вещества почвы, микробиологическая активность; д) химический состав почв; е) сложение и минеральный состав почвообразующих пород; Сбору и обработке климатических показателей посвящено значительное количество работ. Агроіоїиматическим описанием Средней Азіпі занимался Бабушки Л.Н. (1964), исследованием климатов вшюграда в СССР и выделением его климатических зон Давитая Ф.Ф. (1952, 1938). Дроздов О. А. (1956) разрабатывал основы климатической обработки метеорологических наблюдений. Методам обработки наблюдений в агроклиматологии посвящена работа Кельчев-ской Л.С. (1971). Графики и карты для расчета климатических характеристик различной обеспеченности на Европейской территории СССР разработал Лебедев А.Н. (1960). Разработаны методические указания по фенологическому картографированию и составлению справочншса "Агроклиматические ресурсы области". В нашей работе используется методика агроклиматической обработки наблюдений Гулшювой Н.В. (1974), расчет влагообеспеченностп растений проводился по Алпатьеву A.M. На территории Стрелецкой степи Центральночерноземного заповедіпіка снстематичесшге наблюдения за климатом ведутся с 1947 года. Показатели сведены в ряды наблюдений, которые публикуются в ежегодных изданиях "Летописи пріцюдьґ" на протяжении 56 лет.
Систематическое изучение влажности почвы началось с 1947 г. Однако первые публикации относятся к шестидесятым годам. Интерпретацией результатов занимались ьшогие ученые - А.А. Роде (1960), А.Ф. Большаков (1961), A.M. Гріш (1963, 1965, 1967, 1971); Е. А. Афанасьева (1980). А.А. Роде (1960) была разработана методика наблюдений за водным режимом и выделены градации категорій влажности для почв Центрально-Черноземного заповедніпса. В настоящее время в соответствии с этой методикой накоплен 56 летний ряд количественных показателей влажности почвы. Все эти работы касались состояния водного баланса за какой-то промежуток времени и экстраполировать эти данные на современное состояшіе системы без учета динамики геолого-/ структурных образований нельзя, поскольку это динамичный показатель. Воз-\ можен только прогноз и то по комплексу показателей. С 1947 года и по на-\ г стоящее время накоплен ряд систематических наблюдения за гидротермическим режимом почв Центрально-Чеорноземного заповедшпт. Результаты ис- следовашш приводятся в ежегодном издании "Летописи природы" (Бойко О.С, ОликоваИ.С, 1996, 1997; Бойко О.С., 2000).
Центрально-Черноземный заповедник создан для сохранения уникального видового разнообразия растительности луговой степи. В связи с этим значительное количество работ посвящено ботаническим исследованиям. Для расчета продуктивности геосистем интерес представляют геоботанические исследования. Биологической продуктивности ландшафтов некоторых природных зон и посвящена работа Ков да1 В .А. Структурой и продуктивность фитомассы луговой степи Центральной ле состепи занимался Хоанг Тыонг, УтехииВ.Д. (1976), первичной биологической продуктивностью лесостепных экосистем - Утехин В.Д. (1977). С продуктивно стью плакорных участков Стрелецкой степи в зависимости от внешних условий связана работа Михайловой Н.Ф. Иванова (1977). ; О тенденции изменения луговостепной растительности центральной лесостепи пишет в своей работе Петрова II.Ф. (1990).
Изучению разногодичной динамике надземной фитомассы луговостепных сообществ значительное время посвятил Собакинских В.Д. (1976, 1982, 1985) -15 Он систематизировал многолетний ряд (с 1956 года по настоящее время) количественных показателей по продукпшности фитомассы степи при различных формах природопользования, который пополняется и в настоящее время. Поскольку в заповеднике используются различные формы природопользования, то представляют интерес работы связанные с продукпшностью природных и антропогенно измененных геосистем. Разработана методика геоботанических исследований, которые систематически проводятся на территории заповедника с 1947 года.
Изучению гумуса почв посвящены работы Ваксмана С.А. (1937), Герцык (1959), РВ. Пономаревой (1965, 1967, 1968), Пономарева Р.В., Николаева Т.А. (1965), В.В. Александровой Л.Н. (1980), Burke, I.C., Lauenroth W.K. (1995).
Морфогенетический анализ почвенных профилей провели Иличев Б.А., Морголина НЛ. (1985). В своей работе они дают химическую характеристику генетическим почвенным горизонтам и приводят количественные показатели молекулярных отношении полуторных окислов этих элементов.
Изучением влияния климата и эффекта культивации на органическую материю почв занимались Burke, I.C., СМ. Yonker, W.J. Parton, C.V. Cole, Flach K., and Schimel D.S. (1989). Моделированию динамических процессов органи-ческого вещества почвы посвящена7 работа/Cole, C.V., Stewart J.W.B., Ojima D.S., Parton W.J., Schimel D.S. (1989).
Климатические условия района исследований
Надземную фитомассу в степных ценозах определяли методом среднегодового (максимального) укоса, подземную - расчетным путем на основании работ В.Д. Утехина (1977). Срок взятия укосов приурочивался к наиболее интенсивной вегетации травостоя. При расчетах продуктивности надземной фито-массы в степных ценозах обрабатывались результаты приведенные В.Д. Соба-кинских в "Летописи природы" Центрально-Черноземного заповедника за период с 1956 по 2000 годы. Для лесных ценозов надземная фитомасса рассчитывалась на основе сплошного пересчета древостоев на пробной площади еныте-вой дубравы (Ур. Дуброшина), проводимой в 1989 году О.В. РЫЖКОЕЫМ, подземная - на основании работ Е.А. Афанасьевой (1966).
Почвенные пробы на химический анализ отбирались из скважин через каждые 10 см до 1 метра, а на и влажность почвы до трех метров в трехкратной повторности. Определешіе влажности почвы проводилось весовым методом по А.А. Роде (I960), объемной массы - по методу Н.А. Качинского (1965).
Содержание в почве подвижных форм минеральных элементов питания и общего гумуса определялось во Всероссийском научно-исследовательском институте земледелия и защиты почв от эрозии по общепринятым методикам; фосфора и калия - по Ф.В. Чирикову в модификащшЦИН АО ГОСТ 26204 -91; щелочно-гидролизуемого азота - по А.Х. Корнфилду; общего гумуса - по И.В. Тюрину в модификации ЦИН АО ГОСТ 26213 - 91.
Обработка результатов валового анализа образцов взятых по генетическим горизонтам в профиле почвы проводилась методом петрохимических пересчетов по А.А. Предовскому (1980). Результаты анализов получены Е.А. Афанасьевой (1958) для фракции 0.001 мм, которые Иличевым Б.А. и Морго-линой Н.Я (1985) были увязаны с генетическими горизонтами почвенного профиля черноземов на Стрелецком участке Центрально-Черноземного заповедника, Колігчество микроорганизмов и бактерий, потребляющих азот, определяема/ лось методом посева на крахмал-аммиачном (КАА) и мясо-пептовем-(МПА) агарах по общепринятой методике (Е.З. Теппер, В.К. Шилышкова, Г.И. Пере верзева, 1987). При расчетах микробиологической активности использовались результаты анализов, представленные Л.А. Савченко в "Летописях природы" Центрально-Черноземного заповедника. Под активностью микроорганизмов (микробиологическая активность) понимается отношение колігчества микроор гашізмов її бактерий за исследуемый период к общему количеству микроорганизмов и бактерий, наблюдаемых в течение вегетационного периода, выраженное Е процентах.
Расчет энергетических показателей проводился в соответствии с методиками, разработанными во ВНРШЗиЗПЭ (В.М. Володіпі, Р.Ф. Еремина, А.Е. Федорчешда, А.А. Ермакова, 1999; В.М. Володин, Н.П. Масіотешю, 2000; В.М. Володіпі, Р.Ф. Еремина» Н.Ф. Михайлова, 2000; В.М. Володин, 2000).
Влияние формы природопользовашія на содержашіе и распределение гумуса и подвижных элементов питания в профиле черноземов
Наиболее интенсивное изменение содержания подвижных форм фосфора и калия отмечено в первом почвенном слое (0-20 см), а азота - в слое 0-30 см. Вниз по профішю содержание фосфора и калия изменяется слабо по сравненгао с азотом, но характер распределения элементов позволяет выделить почвенные слои по уменьшению или незначительному накоплешпо этих элементов. Выделено шесть почвенных слоев: первый - 0-20 см, второй - 20-40 см, третий - 40-60 см, четвертый - 60-80 см, пятый - 80-90 см. шестой - 90 см и ниже (рис. 8). При нерациональной форме природопользования (56-летнее бессменное парование) содержание гумуса в верхнем 0-10 см слое почвы составляет 5.9%. Вниз, по профилю оно снижается, но степень его изменения и характер распределения отличается от вышеописанных профішей. Происходит как уменьшение содержания гумуса, так и его увеличение. Выделено 6 почвенных слоев, расположенных в интервалах 0-30 см, 30-50 см, 50-60 см, 60-80 см, 80-90 см, 90 см и ниже (рис. 7).
Таким образом, в результате анализа характера распределения и степени изменения содержагаїя гумуса и минеральных элементов питания в профіте почв установлено, что наиболее интенсивное накопление гумуса и щелочно-гидролизуемого азота происходит в верхней его части и зависит от форм природопользования, за исключением почвенного профиля под многолетним парованием.
По накоплению подвижных форм фосфора и калия в верхних 20-ти, 30-ти см почвенного слоя почвенные профили при различных формах природопользования отличаются между собой. Так в профиле под лесом интенсивно накапливается фосфор и в очень малых количествах калий. Под заповедной степью -наоборот отмечается гштенсішное накопление подвижного калия, а подвижный фосфор не накапливается. Под косимой степью интенсивно накапливаются подвижные формы фосфора и калия, под многолетним паром наиболее активно - только подвижный фосфор. Очевидна зависимость накопления минеральных элементов питания растений от формы природопользовагагя и типа растительности. Однако с учетом исторического фактора можно сделать заключение, что на формирование выделенных подгоризонтов в почвенных профилях существенное влияние оказывали тип растительности и слоистость почвообразующих пород.
Наблюдения за водным режимом почв проводились в геосистемах Стрелецкого участка, включающих стационары с заповедной, рациональной и нерациональной формами природопользования:. Данные о поведеніпі почвенной влаги в профиле почв исследуемых режимов приведены в приложениях (4-5, 10-33).
Изучение влажности почв с учетом категорий увлажнения позволило сделать заключение о том, что значительная часть растений не потребляет влагу из почвенного горизонта ниже 1.2 м. На этом уровне, в большинстве случаев, сформирован горизонт разрыва кагошляров, и поступление влаги из нижележащих слоев прекращается. Тенденция формирования горизонта разрыва капилляров характерна для всех профилей исследуемых геосистем, но граница и характер распространения этого горизонта индивидуальны для каждой формы природопользования ( приложения 10-33, таблицы 3-6, рисунки 10-16, 18-23, 25-30, 32-37).
Для объекта с режимом абсолютного заповедагош в шестилетнем цикле наблюденгої горизонт разрыва кагошляров начішает формироваться во второй декаде мая. Его нижняя граница на протяжении вегетационного периода не опускается ниже отметки 110-120 см (рис. 10-16). Почвенный профиль формируется при "промывном" водном режиме (из шести лет наблюдения на четыре года приходится "промывной" режим). Другой особенностью является распространение верхней границы почвенного горизонта (ПО см), увлажненного до уровня наименьшего насыщения, !после формирования горизонта разрыва капилляров. Поведение влаги в метровом слое почвы имеет ряд особенностей (рис. 22): с апреля и до конца мая идет интенсивное изменение влажности почвы в сторону ее уменьшения. Затем до конца шоня изменения в расходе влаги приостанавливаются. Зачастую, это происходит за счет выпадения осадков. Однако к концу июля запас влаги в метровом слое достигает своего мішимума (за шестилетний цикл этот минимум составил 199 мм). За счет уменьшения среднесуточных температур и соответственно уменьшения испаряемости, а также за счет выпавших осадков в августе и сентябре запас влаги в метровом почвенном слое несколько увеличивается. Коэффгащент Благообеспечешюсти растений колеблется в пределах 1.2-2.9. На количество шпероорганизмов в почвах и продуктивность растений влияют множество фактороЕ, а доминіфуюицій - постошшо меняется. Активность микроорганизмов Б течение периода вегетации рассчитывалась по отношению средневзвешенного количества микроорганизмов за наблюдаемый период к максимальному количеству микроорганизмов в пределах активных температур почвы в годовом цикле (с апреля по октябрь), выраженному в процентах,
В мае 1995 года почвенный слой был увлажнен до уровня наименьшей насыщенности - влажности разрыва капилляров (рис. 10, 11). Коэффициент увлажнения составлял 1.7 (табл. 3). При этом была зафиксирована самая большая акпшность бактерий и микроорганизмов, потребляющих шшеральные формы азота (100% для мая и 62.5% для июня). Акпшность микроорганизмов, потребляющих оргаюіческие формы азота, была незначительная (16.7% для мая и 12.9% для июня). Наблюдения за водным режимом в профиле почв на протяжении ряда лет позволили выявить ряд особенностей в связи с протеканием физико-химических процессов. Из шести лет наблюдений четыре характеризуются промывным режимом, т. е. происходил сброс почвенной влаги (включая боковой отток) за пределы профиля: почвы. Почвенный профішь до середины мая, а нередко и до конца мая увлажнен до уровня свободной гравитационной влаги и наименьшего насыщения (рис. 11-16). Причем, уровень полной влагоемкости, способствующий выносу химических элементов, фиксируется в большинстве случаев только до середины мая. Но ввиду слабого прогрева почвы в этот период химические процессы протекают слабо. Это способствует выносу небольшого ряда химических элементов из генетических горизонтов почв.
Биоэнергетнческого потенциал территоргпі геосистем при различных формах природопользования
По запасам, заключенной в надземной фнтомассе и ее изменению энергии за вегетационный период наибольшими показателями (табл. 11) обладает заповедная степь (254.5 гДж/гаи + 121.7 гДж/га соответственно). В лесу учитываются накопленные за вегетационный период запасы надземной фитомассы. Изменение энергии, заключенной в надземной фнтомассе леса за вегетационный период, соответствует энергии, аккумулігроваїшой в годовом приросте древесины, веток и листьев. Количественный показатель изменения энергии за вегетационный период в косимой степи ниже на 4.5% и 21.5%, чем в геосистемах леса и заповедной степи, соответственно. Под многолетним паром энергопотенциал почвы за период вегетации снижается на 31.4 гДж/га и 82 гДж/га в слоях 0-20 и 0-50 см, соответственно.
Среди изучаемых объектов самым высоким показателем биоэнергопотен-цишіа обладает геосистема леса. По снижению биоэнергопотенциала исследуе-мые объекты можно расположіпь в следующий ряд: лес РПК РАЗ МП.
Экологическая емкость позволяет комплексно оценивать почвенные и растительные ресурсы агроландшафта, состояние экосистем (В.М. Володин, 2000). По сумме запасов энергии, заключенной в подвижных формах минеральных элементов питания в слоях 0-20 и 0-50 см, доминирует косимая степь (б3.1гДж/га, 115.2 гДж/га соответственно), затем следует лес и заповедная степь (табл. 12).
Такой же порядок домшпфоваїпія сохраняется при сравнении изменения энергии, аккумулированной в минеральных элементах питания за вегетационный период в слоях 0-20 см. Однако в слое 0-50 см эти показатели для леса и заповедной степи равны (1.1 гДж/га). Необходимо отметить, что изменение энергии, аккумуліфованной в минеральных элементах питания почвы за вегетационный период, положительно независимо от формы природопользования. В слое 0-20 см оно на 10-30% выше, чем в слое 0-50 см. По снижению способности связывать и накапливать энергию в почве и растениях исследуемые объекты располагаются в следующем порядке: лес РПК РАЗ МП.
Для изучения функционирования природных систем были определены величины ILX биоэнергопроизводительности, характеризующие направленность и интенсивность их развития. Из рассматриваемых геосистем с различными формами природопользования только при нерациональном использовании -многолетнем бессменном паровании - выявлена отрицательная биоэнергопроизводительность, т. е. ее деградация (табл. 13). Однако интенсивность деградации невелика. Вероятно, это связано с тем, что парование почвы превышает 55-летний срок, и уже устанавливается динамическое равновесие в системе с небольшим трендом к ее деградации.
Наибольшая биоэнергопроизводительность выявлена в геосистеме с заповедным лесом (снытевая дубрава), которая в два раз превышает такоЕую с заповедной степью для слоя 0-50 см. Биоэнергопроизводительность и увеличение энергопотенциала почвы геосистемы с заповедной степью больше, чем с рациональной формой природопользования (сенокошение), хотя по ряду биоэнергетических показателей наоборот.
