Содержание к диссертации
Введение
1. Объекты и методы исследования 9
2. Характеристика экологических связей факторов почвообразования в бассейне реки Деймы 13
2.1 . Климатические условия 13
2.2.Рельеф 21
2.3. Почвообразующие породы 25
2.4. Гидрологические условия 31
2.5.Биота 36
2.5.1.Растительность 36
2.5.2.Животные 40
2.5.3.Микроорганизмы 41
2.6. Антропогенный фактор 43
3. Характеристика почвенного покрова бассейна реки Деймы 47
3.1. Дерново-подзолистые почвы 51
3.2. Дерново-глеевые почвы 83
3.3. Аллювиальные почвы 86
3.3.1. Аллювиальные дерновые почвы 86
3.3.2. Аллювиальные болотные почвы 88
3.5.Антропогенно измененные почвы 91
4. Структура почвенного покрова 99
5. Районирование почвенного покрова 114
Выводы 132
Список литературы 134
Введение к работе
Актуальность темы. Общая тенденция экологизации всех направлений естественных наук и природопользования выдвигает требование целенаправленого отражения антропогенных воздействий, их интенсивности и результатов. Для экологического почвоведения актуальным является взаимосвязанное изучение иерархического ряда «факторы почвообразования — режимы почвообразования — элементарные почвенные процессы — морфология почвенного профиля — свойства почв — структура почвенного покрова».
Рациональное, эффективное, экологически выверенное использование, охрана и улучшение почвенного покрова невозможно без правильного понимания его генезиса и эволюции, его формирования как генетического единства. Разработка адаптивно-ландшафтных систем земледелия, противоэрозионная организация должны базироваться на принципах информационной обеспеченности управления земельными ресурсами (и в частности - почвенным плодородием), при условии их соблюдения. Наиболее целесообразно начать изучение современного почвенно-экологического состояния Калининградского эксклава с исследования почвенного покрова естественно обособленных участков земной поверхности на примере бассейна р. Деймы как целостного географического объекта.
Следует отметить, что проблема получения объективных сведений о состоянии почвенного покрова, очень актуальна для Калининградской области, на территории которой почвенная съёмка не проводилась более 25 лет. Особого внимания заслуживает бассейн р. Деймы, недостаточно изученный учеными-почвоведами, несмотря на отдельные почвенные исследования и обследования, проводившиеся специалистами Севзапгипрозема и Центром агрохимической службы «Калининградский». Таким образом, отсутствие достоверной информационной базы наряду с социально-экономическими причинами (земельная реформа, смена форм собственности) препятствует проведению мероприятий, составляющих основу рационального управления земельными ресурсами, и оказывает негативное влияние на развитие сельского хозяйства в целом.
Цель исследования. Дать основную характеристику почвенно-экологического состояния бассейна р. Деймы по результатам региональных исследований.
Задачи исследования:
-
Изучить особенности взаимосвязей экологических факторов, их влияние на режимы почвообразования в биогеоценозах бассейна р. Деймы.
-
Исследовать современное протекание элементарных почвенных процессов (ЭПП).
-
Изучить морфологические, химические и физико-химические свойства почв различных земельных угодий.
-
Установить основные типы, подтипы и роды почв.
-
Провести исследование структуры почвенного покрова (СПП), с выделением элементарных почвенных ареалов, предельных структурных элементов, почвенных комбинаций и факторов дифференциации почвенного покрова с дальнейшим изучением их пространственно-временной изменчивости.
-
Изучить антропогенное влияние на биогеоценоы и почвы, и дать характеристику современного экологического состояния почвенного покрова.
-
Составить карту почвенно-ландшафтного районирования бассейна Деймы и предложить принципы использования почвенного покрова.
Научная новизна. Впервые в региональных почвенных исследованиях на территории Калининградского эксклава применен бассейновый принцип.
Изучены морфологические и агрохимические свойства почв лесов бассейна Деймы с позиций генетического почвоведения. Описаны не выделявшиеся ранее почвы с признаками сильного антропогенного изменения, выразившегося в значительной трансформации как морфологических, так и агрохимических свойств. Изучена структура почвенного покрова, что позволило выявить некоторые закономерности пространственного распределения химических свойств почв. Отмечено формирование почв с признаками бурых лесных почв под лесной растительностью на элювиальных и транс-аккумулятивных элементах ландшафта; установлено, что почвы с дифференцированным гумусово-аккумулятивным горизонтом имеют различный генезис; выявлено влияние двучленных отложений и карбонатных пород на структуру почвенного покрова; отмечено крайне низкое содержание гумуса в почвах бассейна Деймы; изучены свойства антропогенно-преобразованных почв; установлены факторы, влияющие на развитие эрозионных процессов; предложены рекомендации по ландшафтному районированию и разработке программы рационального использования земельных ресурсов.
Защищаемые положения.
-
-
Почвенный покров бассейна представлен следующими основными генетическими типами и подтипами почв: дерново-подзолистыми, дерново-глеевыми, аллювиальными дерновыми и аллювиальными болотными, в которых наблюдается повышение интенсивности процессов оглеения, оподзоливания, гидроаккумуляции железа и биогенной аккумуляции в связи с общим глобальным потеплением, выразившемся в увеличении среднегодовых величин осадков и температур.
-
Все диагностированные типы и подтипы почв претерпели антропогенное изменение, как в направлении окультуривания, так и в направлении деградации.
-
Современное взаимодействие природных и антропогенных факторов почвообразования способствует усложнению структуры почвенного покрова, что вызывает необходимость крупномасштабного почвенно-экологического картографирования, первый этап которого представлен в виде эколого-почвенного районирования бассейна р. Деймы.
Практическое применение и реализация результатов работы. Результаты, полученные при проведении полевых и лабораторных почвенных исследований, топографической съёмке и корректировке почвенных карт могут быть использованы при проведении экологического мониторинга, при разработке адаптивно-ландшафтных систем земледелия и программ улучшения кормовых угодий, для составления планов внесения удобрений и химических мелиорантов.
Апробация результатов работы. Результаты работы были доложены на конференциях «Докучаевские молодежные чтения», 2004 - 2006 гг. (г. Санкт-Петербург), Международной научной конференции «Современные перспективы развития почвоведения», Алматы, 2005 г., конференции посвященной 100-летию В.Н.Смирнова, г. Йошкар-Ола, 2006 г, международной научной конференции «Инновации в науке и образовании», г. Калининград, 2006 - 2008 гг., Всероссийской научной конференции, посвященной 100-летию кафедры почвоведения им. Л.Н. Александровой, г. Санкт-Петербург-Пушкин, 2006 г., Международной конференции «Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты», 2007 г., г. Санкт-Петербург, международной научно-практической конференции «Агрохимия и экология: история и современность», 2008 г, г. Нижний Новгород, V съезде Всероссийского общества почвоведов им. В.В. Докучаева, 2008 г., Ростов-на-Дону, международной научной конференции «Аграрная наука и практика: проблемы и перспективы», 2008 г., г. Калининград.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 21 научная работа, в том числе 2 в изданиях, входящих в список ВАК.
Личное участие автора. Фактический материал собран лично автором в полевых исследованиях в период с 2002 по 2008 гг.
Структура и объем диссертации. Диссертация включает 5 глав, 10 рисунков, 20 таблиц. Список литературы включает 203 источника, в том числе 12 на иностранных языках.
Климатические условия
Изучению климата Калининградской области посвящены работы Г.М. Бариновой (1981, 2002), С.Н. Тупикина (1996), Ц.Я. Дорфман и А.Д. Укмергишкиса (1964), Д.Я. Беренбейма (1999). Данные метеорологических станций за довоенный период (1880-1945) и наблюдения 1946-1959 гг. обобщены в работе Е.Е. Федорова и др. (1961). Важные статистические данные за период 1946-1972 гг. содержит изданный в 1972 году справочник «Агроклиматические ресурсы Литовской ССР и Калининградской области». Сведения многолетних наблюдений 1881-1980 гг. приведены в Научно-прикладном справочнике по климату СССР (1987). Наиболее полную информацию о данных многолетних наблюдений содержит Географический атлас Калининградской области (2002). Тем не менее, следует признать, что в связи с глобальными изменениями климата, возникла необходимость создания современных климатических и метеорологических справочников, позволяющих обобщить данные наблюдений за последние 20 лет. К сожалению, на данный момент, эта информация не доступна широкому кругу исследователей.
Климат Калининградской области носит черты переходного от морского к умеренно-континентальному. Под влиянием Атлантического океана наблюдается очень мягкая зима, часто без устойчивого снежного покрова, прохладное лето, теплая осень, высокая влажность воздуха, не резко выраженный годовой ход температур.
Среднемесячные температуры для исследуемой территории приводятся в таблице 2 по данным многолетних наблюдений метеостанции Гвардейск в сравнении с аналогичными показателями для западной (Калининград) и восточной (Черняховск) частей Калининградской области.
Следует отметить, что с учетом наблюдений за последние 20 лет, данные значений среднемесячных температур изменились в сторону повышения, а среднегодовая температура выросла до 7,9 С. Сведений о многолетних наблюдениях, производимых расположенном в северной части бассейна гидрометеорологическим постом «Полесск» найти не удалось, поэтому имеющиеся данные наблюдения метеостанции «Гвардеиск» принимаются в качестве характеризующих климат исследуемой территории.
Годовой ход температуры воздуха определяется характером атмосферной циркуляции. Радиационные факторы наибольшее влияние оказывают весной и летом. Годовая величина прямой солнечной радиации составляет 1700 МДж/м2, а суммарной солнечной радиации равняется 3400-3500 МДж/м2. Наиболее холодный месяц на территории области -январь, наиболее теплый - июль. Минимум температуры воздуха в 60 -70 % случаев может смещаться на февраль и декабрь, а иногда - даже на март. Максимум температуры в 30 - 40 % случаев приходится на август, а изредка, когда в течение июля и августа преобладает циклоническая деятельность - на май (очень редко) и июнь.
В случае поступления на территорию области воздушных масс с континента с южными и восточными потоками температура иногда поднимается до 34 - 36. При вторжении холодных арктических и континентальных масс температура воздуха в январе может понижаться до -33-35.
Сильные морозы и большая жара в Калининградской области непродолжительны: более 1-2 суток зимой и 3 - 8 суток летом. Холодные зимы за последние 10 лет отмечены в период 1996 - 1997 гг., 2002 - 2003 гг., 2005-2006 гг. Жаркие лета наблюдались в 2002 и 2006 гг.
Устойчивый период среднесуточной температуры воздуха через 0 в западной части области весной происходит 11-15 марта, осенью - 8-13 декабря. Продолжительность безморозного периода составляет 200 дней. Последний заморозок весной наблюдается в среднем 23 апреля — 5 мая, но иногда бывает и 5 июня. Осенью первый заморозок в воздухе в среднем наблюдается 10 октября - 7 ноября. Самая ранняя дата первого заморозка 16-26 сентября, но вероятность его появления достаточно мала - не превышает 10 %. На почве весенние заморозки случаются позже, осенние раньше.
Устойчивое прогревание воздуха выше 5 происходит к 17 апреля. Среднесуточная температура воздуха выше 10 наблюдается с 13 мая. Продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха выше 10 составляет около 145 дней. Наиболее теплая часть лета, когда среднесуточная температура воздуха превышает 15, длится с 9 - 24 июня по 27 августа - 10 сентября, составляя от 70 до 85 дней. В этот период наблюдается годовой максимум температуры воздуха. Сумма положительных температур воздуха выше 10С составляет 2000-2300.
Следовательно, длительный безморозный период способствует большой продолжительности вегетационного периода, благоприятствующего активному росту растительной биомассы. Однако обычные для зимнего периода оттепели, обусловленные вторжением теплых морских умеренных воздушных масс, препятствуют накоплению гумуса ввиду активности микроорганизмов.
Среднегодовая температура поверхности почвы только на 1-1,5 выше среднегодовых значений температуры воздуха. Среднемесячная температура поверхности почвы в зимнее время на десятые доли градуса ниже средней температуры воздуха, а в летние месяцы на 3-4 выше ее. Велики различия между средними максимальными значениями температуры воздуха и поверхности почвы, которые в июне - июле составляют 11-14. В отдельные жаркие дни температуры поверхности почвы бывают выше температуры воздуха на 20 - 30, при этом абсолютные максимумы температуры почвы могут достигать 54 - 57 (Табл.2). Глубина промерзания почвы не превышает 0,8 м. Среднегодовая температура почвы на различных глубинах в трехметровом слое не отличается от среднегодовых значений температуры поверхности почвы и составляет 7 — 8 .
В л аго содержание на территории области во все сезоны значительное. Среднегодовые значения относительной влажности воздуха днем составляют 70%, ночью и утром - 85-89%. Годовой ход ее противоположен годовому ходу температуры воздуха, с той лишь разницей, что максимальная температура воздуха приходится на июль, а минимальные значения относительной влажности (55-60%) - на май, так как в мае увеличивается повторяемость поступления на территорию области сухих воздушных масс.
Циклоническая деятельность, характерная для области в течение года, обусловливает большую вероятность пасмурного неба. Число пасмурных дней за год составляет 142 -159 дней.
Самый солнечный месяц в области - июнь. Отношение наблюдавшегося солнечного сияния к возможному в июне наибольшее 55-60 %, в холодную половину года это отношение снижается до 15-20 %. Зимой отмечается наибольшее число дней без солнца: 17-20 дней в декабре, 14-16 дней в январе. Годовое количество осадков представлено в таблице 4.
По данным Г.М. Бариновой (2002), в последние десятилетия наблюдается тенденция к увеличению среднегодового количества осадков на 100 мм, что при сопутствующем увеличении среднегодовых температур, не может не способствовать увеличению роста фитомассы, и следовательно, — увеличению поступления органического вещества в почву. Также увеличение годовой суммы осадков способствует развитию процессов оглеения.
Годовая испаряемость составляет 500-550 мм, гидротермический коэффициент изменяется в пределах от 1,3 до 1,6. Таким образом, по соотношению годового количества осадков и испаряемости, климат исследуемой территории является гумидным, что способствует формированию в автоморфных почвах промывного водного режима.
С апреля по октябрь осадков выпадает в два раза больше, чем в холодный период (сумма осадков за вегетационный период составляет 300 380 мм). Максимум приходится на июль и август, минимум на февраль и март. Наибольшее число дней с осадками отмечается в декабре - январе -17-19 дней в месяц, наименьшее в мае - 12 дней. Основная масса осадков выпадает в виде дождя, причем дожди идут и зимой, в период оттепелей. Продолжительность засушливых периодов составляет в среднем 17 дней, однако за период многолетних наблюдений отмечены более длительные промежутки времени без выпадения осадков - в 1948 году (44 дня), в 2000 году (с 17 апреля до конца мая). Сильные засухи отмечались также в 1963, 1972 и 1975 гг. В период наших исследований продолжительные летние засухи, сопровождавшиеся лесными пожарами, приведшими к выгоранию торфяников, были отмечены в 2002 и 2006 годах.
Снежный покров, как правило, неустойчив. Средняя высота снежного покрова не превышает 7-9 см (Научно-прикладной справочник, 1987). В отдельные годы отмечены позднего выпадения снега (20 декабря в 2000 г.), а зимой 2006-2007 гг. интервал между первым снегопадом и переходом среднесуточных температур через 0 превысил 2,5 месяца. Таким образом, преобладание осадков в летне-осенний период способствует застою влаги в нижних горизонтах почв, приводящему к возникновению анаэробных условий и развитию процессов оглеения в нижних горизонтах почв.
Ветровой режим региона характеризуется повышенной циклоничностью. Основные воздушные массы, оказывающие влияние на климат региона - морские арктические (мАВ), континентальные арктические (кАВ), морские умеренных широт (мУВ), континентальные умеренных широт (кУВ). Вторжение тропических воздушных масс наблюдается крайне редко. Повторяемость воздушных масс составляет: мУВ - 81%, арктических 18 % (летом -10%, в остальные сезоны -до 20%).
Антропогенный фактор
Появление людей в южной Прибалтике исследователи относят ко второй половине раннего дриаса - началу бёллинга (14,0-12,8 тысяч лет назад). Однако, как указывает О.А. Дружинина (2005), население было кочевым, а возможные стоянки - малочисленны и кратковременны. Постоянное население, по-видимому, появилось в период второй половины алларёда - позднего дриаса (11,0 -10,0 лет назад). Воздействие первобытного населения, осваивавшего долины рек, занимавшегося охотой и собирательством, на окружающую среду было минимальным. Заметное увеличение антропогенных нагрузок произошло в конце мезолита (6,5 тыс. л.н.) в результате возникновения животноводства, а в неолите (с 4,5 тыс. л.н.) вследствие развития земледелия произошло возрастание степени антропогенной трансформации ландшафтов.
Территория бассейна р. Деймы уже в период Средневековья начала подвергаться интенсивному антропогенному воздействию (строительство каналов, запруд, вырубка лесов), сильно изменившему облик ландшафта. В настоящее время следует выделить два направления воздействия хозяйственной деятельности человека на почвы:
- связанное с сельским хозяйством (агрогенное воздействие);
- связанное со строительством и добычей полезных ископаемых (техногенное воздействие).
Примером первого направления является сведение лесов. Повсеместная вырубка лесов, произошедшей на территории Восточной Пруссии несколько веков назад, в первую очередь, повлияла на замедление развития подзолистого горизонта, формировавшегося в почвах под фитоценозами с доминированием хвойных. Вторым результатом сведения лесов стало увеличение площадей лугов, что, по-видимому, повлияло на увеличение гумуса в почвах (Завалишин, Надеждин, 1961). Несмотря на то обстоятельство, что располагавшиеся на землях государственного лесного фонда (ГЛФ) Полесский лесхоз, включавший Полесское, Ильичевское, Сосновское, Саранское лесничества и Гвардейский лесхоз, в состав которого входили Гвардейское, Славинское и Новодеревенское лесничества (Лес, годы и люди, 1990), не прекратили своего существования, и продолжающееся ведение лесовосстановительных работ, вопрос о тенденциях изменений площадей лесных угодий представляется нам дискуссионным.
Если при вырубке лесов человек оказывал косвенное влияние на протекание ЭПП (элементарных почвообразовательных процессов), то при распашке территорий образовавшихся на месте вырубок, на морфологическое строение почвы оказывалось прямое воздействие. Гумусово-аккумулятивный и подзолистый горизонты преобразовывались в пахотный. В последние десятилетия, в связи с прекращением существования или изменением форм собственности в начале 1990-х годов таких крупных землепользователей как совхозы «Гвардейский», «Саранский», «Полесский», «Ивановский» и колхозы им. Пушкина, «Зорино», «Красное знамя», «Доброволец», им. Кирова (Оценка земель Калининградской области, 1981), образованных в конце 1940-х - начале 1950-х, большая часть пашни ушла в залежь, наблюдаются обратные процессы: вторичное образование дернины, дифференциация пахотного слоя. Отмечается интенсификация процессов оглеения из-за нарушения работы дренажных систем. Другим негативным для ведения сельского хозяйства явлением, вызванным данным обстоятельством, следует назвать образование вымочек в естественных понижениях рельефа.
Негативные процессы наблюдаются и на землях, не вышедших из сельскохозяйственного оборота. Результатом неправильно производимой вспашки (вдоль склона) является развитие эрозионных процессов, диагностируемых по уменьшению мощности гумусово-аккумулятивных горизонтов и крайне низкому содержанию гумуса. Также эрозия может провоцироваться при сильных нагрузках на пастбищные угодья, когда в результате перевыпаса происходит стравливание растительности, особенно на землях хозяйств, специализирующихся на овцеводстве. Данное обстоятельство имеет два негативных последствия: во-первых, сильное стравливание препятствует поступлению растительных остатков в почву с дальнейшей их гумификацией; во-вторых, нарушается целостность травянистого покрова, приводящее к образованию промоин.
Большое влияние на развитие почв оказали мелиоративные работы. Мелиоративные каналы в пойме Деймы оказали влияние на водный режим аллювиальных болотных почв. В результате закладки гончарного дренажа произошло изменение водного режима переувлажненных дерново-подзолистых глееватых, дерново-глеевых и болотных почв с застойно-промывного на промывной, уменьшив таким образом интенсивность процесса оглеения. Помимо закладки дренажа, мелиораторами проводились работы по планировке поверхности, которые были обычны для Северо-Западного региона (Володин, Макарова, 1976, Сухачёва, 2004). Выравнивание поверхности с помощью техники (бульдозеров, экскаваторов и др.) способствует образованию абрадированных (на местах срезок грунта) и стратифицированных (на местах засыпок) почв, что приводит к образованию погребенных горизонтов или, наоборот, исчезновению гумусово-аккумулятивных, элювиальных и верхней части иллювиальных, результатом чего является резкое снижение плодородия.
Схожие явления наблюдаются при воздействии человека на почву при проведении строительных работ, что наиболее заметно на возвышенных отметках рельефа лежащих выше 21 м от уровня моря. Так, на высотах 24,2 в окрестностях Заборья, 24,6 в окрестностях Славинска и кургане Родимцева (41,8 м) в окрестностях Зорино расположены фортификационные сооружения, построенные в период с 1944 по 1945 гг. Отмечено наличие ДОТов, окопов, бункеров и сильно разрушенных сооружений, по-видимому, использовавшихся как гаражи военной техники. На участках «Славинск» и «Заборье» отмечено наличие единичных объектов, тогда как на кургане Родимцева находится сеть оборонительных сооружений включающая окопы и два бункера. В результате проведения строительных работ произошло погребение гумусово-аккумулятивных горизонтов дерново-подзолистых почв, трансформировавшихся таким образом в антропогенно-преобразованные дерново-подзолистые.
Ещё одним антропогенным фактором, воздействующим на почвенный покров бассейна р. Деймы является добыча нефти, ведущаяся в восточной части бассейна. Однако данный вопрос не будет рассматриваться в работе, поскольку подробно изложен в книге «Нефть и окружающая среда Калининградской области» (2008).
Также следует упомянуть о воздействии пожаров на мелкозалежные торфяники, которое было подробно описано О.А. Анциферовой (2004) для целого ряда объектов, один из которых располагался в бассейне Деймы. В результате пирогенной трансформации перегнойно-торфяные глеевые и перегнойные глеевые почвы превращаются в пирогенные песчаные образования, в которых перегнойный и торфяной горизонты превращаются соответственно в верхний пирогенный слой черной золы и нижележащий пирогенный слой желто-охристого цвета. Данные горизонты имеют щелочную реакцию среды (рН = 7,6...8,3).
Немаловажную роль играет химическое и радиоактивное загрязнение почв. Если исследования В.Е. Рябого (2003) не выявили содержания тяжелых металлов в почвах бассейна Деймы, то работы Н.П. Прохорычевой (1997-2003) позволили обнаружить некоторые закономерности в распределении радионуклидов в почвенном профиле в зависимости от гранулометрического состава.
Следовательно, антропогенный фактор оказывает заметное влияние на режимы, элементарные почвенные процессы и свойства почв, что позволяет сделать вывод о сопоставимости его воздействия на почвообразование с ролью биоты и почвообразующих пород.
Дерново-глеевые почвы
В качестве примера почвы с неглубокозалегающим сплошным глеевым горизонтом, в котором сам процесс оглеения протекает с малой интенсивностью, может служить описание разреза № 11, заложенного на ключевом участке Саранское.
Разрез № 11
Рельеф: слабоволнистая равнина (нижняя часть пологого склона).
Угодье — залежь. Растительность: злаки (лисохвост (Alopecurus pratensis L.)3 ежа сборная (Dactylis glomerata L.), бор развесистый (Milium effusum L.)5 мятлик полевой (Роа pratensis L.), пшеница (Triticum aestivum L.)), горошек мышиный (Vicia cracca L.), василек (Centaurea arvense L.), пижма (Tanacetum vulgare L.), ромашка (Matricaria inodora L.), щавель конский (Rumex confertus Willd.), хвощ полевой (Equisetum arvense L.). Проективное покрытие -100%.
Высота травостоя - 120 см
Ад (КЗ дернина Ai 3-20 Темно-серый, рыхлый, структура мелкокомковатая, сухой, легкосуглинистый. Кутаны (розовые и желтые) Корни, черви.
Переход постепенный (по плотности)
А! 20-30 Темно-серый, плотный, структура крупнокомковатая, легкосуглинистый, сухой. Корни, черви. Переход резкий.
Bg 30-50 Светло-сизый с ржавыми пятнами (в верхней части - капиллярная 20 „ ч кайма), структура ореховатая, от легкого суглинка до супеси, камни, ржавые пятна, затеки гумуса по следам корней. Переход постепенный.
С 50-65 Ржаво-бурый, очень плотный (сцементированный), сухой, бесструктурный, супесчаный. Обилие камней.
DS: Дерново-слабоподзолистая глееватая легкосуглинистая на супесях. Дифференцированность гумусово-аккумулятивного горизонта в данном случае связана со вспашкой, на что указывает различия в сложении и структуре.
Наличие капиллярной каймы свидетельствует о колебаниях уровня грунтовых вод, что подтвердилось в результате наблюдений за уровнем ручья, протекающим в 130 м к западу от разреза (уровень бровки русла лежит на 1,3 м ниже отметки высоты, на которой был заложен разрез № 11)-амплитуда колебаний в течение июля-августа 2005 г. составила 1 м. Таким образом, оглеение в данном разрезе связано с застоем грунтовых вод.
Как видно из данных, приведенных таблице 14, значения рН и гидролитической кислотности обратно пропорциональны. Следовательно, данная почва обладает высокой буферностью. В тоже время, значения гидролитической кислотности и суммы поглощенных ocHOBaHnq прямо пропорциональны (коэффициент корреляции равен 0,91). Со свойствами почвенного поглощающего комплекса связано хорошо выраженное убывание содержания подвижного калия вниз по профилю.
Аномально высокое содержание фосфора может быть обусловлено несколькими причинами. Во-первых, обилие фосфатов связано как с особенностями химического состава материнской породы, имеющей ледниковый генезис. Нельзя исключать и роль железистых новообразований в аккумуляции фосфатов.
Местоположение разреза, приуроченность данной почвы к трансаккумулятивному ландшафту, указывает на возможность поступления фосфора как с поверхностным стоком, способствующему выносу фосфатов из элювиальных ландшафтов, так и с вертикальными потоками, попутно способствующими протеканию процессов оруднения.
Иная картина наблюдается в почвах, приуроченных к склонам холмов. Почвы данного подтипа встречены нами в южной части территории исследований, на ключевых участках Заборье и Зорине Как правило, дерновые и дерново-глеевые почвы приурочены к подошвам холмов и замкнутым понижениям рельефа.
Почвы характеризуется содержанием гумуса, превышающим 2 %, что вявляется низким показателем для дерново-глеевых почв. Увеличение насыщенности (с 63,53 до 75,39 %) происходит на фоне уменьшения как1 гидролитической кислотности, так и суммы поглощенных оснований. Содержание фосфора (75 мг/кг) и калия (58 мг/кг) низкое и имеет тенденцию к понижению.
Мощный гумусово-аккумулятивный горизонт (более 40 см) свидетельствует о его наносном происхождении (Ава, Меллума, Раман, 1968). О роли делювия в происхождении мощных гумусовых горизонтов дерновых почв упоминается также в работе Ю.Н. Зборищука и А.С. Петровой (2005).
Дерново-глееватые и дерново-глеевые почвы отличаются более низким содержанием подвижных соединений фосфора и калия по сравнению с дерново-подзолистыми.
Районирование почвенного покрова
Современное состояние земельных ресурсов Калининградской области, характеризуется наличием проблем, во многом связанных с последствиями социально-экономического кризиса начала 90-х годов XX века: изменение структуры земельного фонда, выразившееся, в частности, в росте площадей залежей (Анциферова, 2005); прекращение проведения почвенных и геоботанических съемок, препятствующее получению объективной информации о современном состоянии земельных угодий; сокращение объемов известкования и внесения удобрений; отсутствие должного контроля за состоянием мелиоративных систем, вызывающее рост заболоченных территорий; увеличение числа землепользователей в результате раздела крупных хозяйств с последующей сменой форм хозяйствования, приведшее к бессистемному использованию земель. Последнее обстоятельство обусловило контрастность современного состояния расположенных в сходных природно-ландшафтных условиях землепользовании, выражающуюся в резком различии:
- использования почвенного покрова и его охраны;
- системы обработок, удобрения, защиты растений, мелиоративных и противоэрозионных мероприятий и др.;
- севооборотов - вплоть до отказа от них и перехода на монокультуры;
- состояния посевов и урожайности культур.
Изучение почвенного покрова бассейна Деймы позволило выявить ряд проблем, связанных с использованием земельных ресурсов, вызванных их нерациональным использованием; примерами могут служить: развитие эрозионных процессов, падение содержания гумуса, заболачивание, увеличение площадей залежей. Данное обстоятельство позволяет сделать вывод о необходимости совершенствования существующей системы землепользования с помощью разработки и последующего внедрения научно-обоснованных адаптивно-ландшафтных систем земледелия взамен существующих зональных систем, имеющих ряд недостатков, которые не позволяют решить такие проблемы как получение стабильно высоких урожаев и поддержание устойчивости агроландшафтов.
Анализ современного состояния земельных угодий позволяет выделить основные проблемы использования земельных ресурсов и пути их решения:
- отсутствие объективных современных данных о состоянии почвенного и растительного покрова, требующих проведения новых исследований;
- развитие негативных процессов (повышение кислотности, снижения содержания гумуса и подвижных соединений фосфора и калия, эрозия, заболачивание), требующих разработки научно-обоснованных систем земледелия;
- нерациональное землеустройство сельскохозяйственных угодий;
- низкая урожайность сельскохозяйственных культур в большинстве хозяйств.
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.
Концепция адаптивно-ландшафтных систем земледелия (АЛСЗ) была выдвинуты в качестве альтернативы природно-экономического районирования в конце 70-х - начале 80-х гг. Основные положения были изложены в работах А.А. Жученко (1990), В.И. Кирюшина (1993, 1996), М.И. Лопырева (1995), В.И. Никитишена (2003), И.Г. Юлушева (2005) и других исследователей. Согласно А.Н.Власенко, Л.Н. Иодко и Ю.П. Филимонову (2004), АЛСЗ отличаются от зональных систем земледелия «более детальной дифференциацией земледелия по территории на основе агроэкологических особенностей ландшафтов и физиологических потребностей культур, уровней обеспеченности хозяйств техникой и ресурсами, форм организации производства и т.д.».
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 (Кирюшин, 1993,1996) являются:
- 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), А.Н. Геннадиева и Ю.И. Пиковского (2007). Однако нужно заметить, что А.А.Сухова и А.А.Курков занимались ландшафтным районированием на уровне геоморфологических районов, охватывающих сразу несколько бассейнов малых рек, тогда как в нашей работе ставится задача более детального районирования в пределах одного бассейна. Исследования А.Н. Геннадиева и Ю.И. Пиковского посвящены вопросам устойчивости почв Калининградской области к загрязнению нефтепродуктами. По их мнению, основанному на сравнительном анализе данных полевых наблюдений, проведенных в различных климатических поясах и изучении картографических материалов, устойчивость аллювиальных почв поймы Деймы определяется как низкая, а устойчивость дерново-подзолистых почв плакоров - как умеренно устойчивая.
Данные полевых исследований позволили нам выделить на территории бассейна р. Деймы следующие почвенно-ландшафтные подрайоны (рис.10):
1. Подрайон холмистой конечно-моренной равнины, занимающий сравнительно небольшой участок (40 км ) в юго-восточной части бассейна, является наиболее высокой частью исследуемой территории; здесь преобладают дерново-подзолистые почвы на моренных отложениях.
2. Подрайон холмистой основно-моренной равнины, занимающий преобладающее положение (147 км ); доминирующим типом почв являются дерново-слабоподзолистые почвы на ледниковых суглинках, глинах (в том числе карбонатных) и двучленных отложениях при участии в структуре почвенного покрова дерново-глеевых и дерново-подзолистых иллювиально-гумусово-железистых почв (локализованных в зависимости от рельефа, материнских пород и растительности).
3. Подрайон плоской озерно-болотной равнины (10 км ) с преобладанием аллювиальных болотных и болотных низинных почв на аллювиальных отложениях.
4. Подрайон плоских и слабоволнистых озерно-ледниковых равнин (52 км ), характеризующийся доминированием дерново-слабоподзолистых почв.
5. Подрайон волнистых флювиогляциальных равнин и зандров (15 км ) с преобладанием дерново-подзолистых и дерново-глеевых почв на водно-ледниковых отложениях легкого гранулометрического состава.
6. Пойма р. Деймы (75 км), занятая аллювиальными болотными и аллювиальными дерновыми почвами на аллювиальных отложениях.
Похожие диссертации на Почвенный покров экосистем бассейна реки Деймы
-
