Введение к работе
Актуальность исследования. Почва является средой обитания большого числа живых организмов, которые существуют и размножаются только в том случае, если выполняются их экологические требования. На современном этапе развития биосферы отмечается глубокое взаимодействие и , в ходе которого становится определяющим фактором. В этих условиях почва, являясь основной депонирующей средой, и испытывая на себе максимальное влияние антропогенеза, выполняет, тем не менее, свои экологические функции в отношении человека.
Согласно экологическому энциклопедическому словарю (Дедю, 1989) субстрат (от лат. substratus, буквально — подстилка) это опорный экологический элемент, служащий в некоторых случаях и питательной средой, для наземных организмов субстратом является почва. Но не всегда почва в естественном (природном) своём сложении может обеспечить потребности современного общества. Для решения этой проблемы человек, применяя накопленные знания о природе живого и неживого, создает рукотворные ландшафты, именуемые в научной литературе антропогенными, в основе которых лежат антропогенные (техногенные) субстраты – технозёмы (Етеревская и др., 1984; Лысак и др., 2003).
Одной из разновидностей техноземов являются конструктоземы – почвы, формирующиеся на специально отсыпанных грунтах со слоистой вертикальной структурой, задаваемой в соответствии с потребностями, создаваемых на них зеленых насаждений, гидрогеологическими условиями, и положением в рельефе.
Строительство гольф-поля в пойме р. Дон вблизи станицы Старочеркасская означало не только появление крупнейшего на юге России спортивного сооружения, но и создание уникального рукотворного ландшафта, характеризующегося специфическими агроклиматическими признаками, не всегда благоприятными для выращивания растительности, в том числе и газонных трав. Поэтому формирование этого ландшафта осложнялось необходимостью модулирования рельефа и создания ряда почв и почвоподобных образований, отвечающим всем экологическим требованиям для обеспечения идеального состояния газона игровых и межигровых зон.
Появление и распространение нового типа почвоподобных образований и соответственно ландшафтов спортивных сооружений вызывает научный интерес к их функционированию и развитию. Однако это стимулируется не только вопросами фундаментальной науки, но и запросами практики. Собственников спортивных сооружений не могут интересовать закономерности педогенеза, им необходимо обеспечить создание и поддержание высококачественного газонного покрытия, а его в свою очередь можно получить только на основе знаний о почвенных свойствах и процессах, происходящих внутри искусственно созданных почвенных разностей.
Цель исследования. Изучить влияние свойств почв и антропогенных субстратов на произрастание газонной растительности в условиях Доно-Аксайской поймы.
Задачи исследования:
-
Провести почвенное обследование территории Доно-Аксайской поймы в районе строительства гольф-поля;
-
Исследовать проективное покрытие газонов гольф-поля «Дон»;
-
Исследовать зависимость от экологических факторов состояния растительного покрова разных функциональных зон гольф-поля: раф (скальпированная аллювиально-луговая почва), фервей (реплантазем), грин и предгрин (конструктозем).
-
Исследовать взаимосвязь микробиологических свойств конструктозёмов гольф-поля с состоянием газонного покрытия.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Деятельность человека по формированию нового ландшафта и конструированию почв с заданными свойствами для целей спортивного строительства (гольф-поле) привела к увеличению пестроты почвенного покрова.
2. Наиболее существенное влияние на состояние газонного покрытия любой игровой зоны гольф-поля оказывает гранулометрический состав почвы. Преобладание илистых частиц в составе физической глины (более 50%) является неблагоприятным для газонной растительности.
3. Показатели почвенного плодородия влияют на состояние газонного покрытия на территории межигровой зоны гольф-поля «раф» (скальпированная аллювиально-луговая почва) – с увеличением содержания элементов питания и гумуса состояние растительности улучшается; и не влияют на территории функциональных зон «фервей» (реплантозем) и «грин» (конструктозем) по причине искусственно поддерживаемого сбалансированного питания с учетом потребностей газона данных игровых зон.
4. Активность азотобактера в антропогенно преобразованных почвах зависит от степени трансформации почвы в ходе строительства и ее дальнейшего функционирования, а численность аммонификаторов – от возраста антропогенно преобразованных почв. В конструктозёмах при нехватке растительного опада количество автотрофных микроорганизмов больше, чем гетеротрофных. Со временем число видов микроорганизмов возрастает, благодаря чему увеличивается и стабильность микробиологических сообществ.
Научная новизна исследований. В работе приводится сравнительная характеристика конструктозёмов (на примере гольф-поля «Дон») с природными почвами. Исследована взаимосвязь качества газонного покрытия с экологическим состоянием почв и антропогенных субстратов в условиях Доно-Аксайской поймы при высокой антропогенной нагрузке. Проведено исследование взаимосвязи микробиологических свойств конструктозёмов гольф-поля с состоянием газона. Создана почвенная картосхема функционирующей территории гольф-поля «Дон».
Теоретическая значимость. Показана связь состояния газонного покрытия с экологическими свойствами аллювиально-луговой почвы и антропогенных субстратов, в том числе агрохимическими и микробиологическими свойствами конструктозёмов.
Практическая значимость. Собрана информация об экологическом состоянии крупного спортивного сооружения. Создана почвенная картосхема территории гольф-поля. Полученные результаты используются при обслуживании гольф-поля «Дон». Материалы исследований используются в учебном процессе при чтении курсов: «Экологические функции почв», «Экологические проблемы агрохимии», «Современные проблемы почвоведения», при планировании и организации научных экспериментов аспирантов и студентов в Южном федеральном университете. Они могут быть использованы также природоохранными и научными организациями при проведении экологических исследований. Часть исследований выполнена при финансовой поддержке хоздоговорной темы (договор №3751 от 6.06 2007 г.).
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Тема диссертационной работы соответствует паспорту специальности 03.02.08 – экология (биологические науки), так как изучение влияния экологических свойств почв и антропогенных субстратов на состояние газонного покрытия в условиях Доно-Аксайской поймы отвечает задачам прикладной экологии в части разработки принципов создания искусственных экосистем и управления их функционированием, а также в плане исследования влияния антропогенных факторов на экосистемы различных уровней с целью разработки экологически обоснованных норм воздействия хозяйственной деятельности человека на живую природу.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и были опубликованы в трудах следующих конференций: «Экологические проблемы. Взгляд в будущее» (Ростов-на-Дону, 2007); студенческие научно-практические конференции ЮФУ «Недели науки» – 2008—2009 гг.; ХIV Докучаевские молодежные чтения (Санкт-Петербург, 2011); Международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов 2008 – 2013» в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова; V Всероссийском съезде Общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Ростов-на-Дону, 2008); VI Всероссийском съезде Общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Петрозаводск, 2012).
Личный вклад автора. Постановка цели и задач, планирование экспериментов проводилось при участии автора. Автор участвовал в полевых, лабораторных исследованиях, в анализе полученных результатов, в составлении картосхем и выработке рекомендаций.
Автор глубоко признателен за помощь в работе научному руководителю д.б.н., профессору О.С. Безугловой, заведующему кафедрой почвоведения и оценки земельных ресурсов, д.б.н., профессору В.С. Крыщенко и всем сотрудникам кафедры почвоведения и оценки земельных ресурсов ЮФУ, преподавателям кафедры микробиологии доценту А.В Поляковой., ассистенту А.В. Горовцову.
Особую благодарность автор выражает к.б.н., заведующему лабораторией биогеохимии НИИ Биологии ЮФУ – С.Н. Горбову за организацию и обеспечение работ при проведении полевых экспериментов, а также консультации по вопросам специфики строительства, функционирования и эксплуатации гольф-поля.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, объемом 2,5 п.л., из них в изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией РФ, – 4 статьи. Личный вклад автора в публикациях – 65%.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 196 страницах печатного текста. Состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и девяти приложений. Содержит 15 таблиц и 95 рисунков. Список литературы включает 136 источников, из них 10 на иностранных языках.
Похожие диссертации на Влияние свойств почв и антропогенных субстратов на произрастание газонной растительности в условиях Доно-Аксайской поймы
