Закономерности структуры педогеохимических полей азота, фосфора и калия в ландшафтных системах Белоруссии Романов, Сергей Львович

Введение к работе

Актуальность -емы. Форсированное наращивание темпов и объемов всестороннего химического воздействия на природную среду порождает значительное количество природоохраншх, экологических и экономических проблем, таких как массовое ие-реобогашские пицевых продуктов нитратами, эофосфачиэаа..; земель, эвтрсфирование водоемов, загрязнение грунтовых вод, снижение эффективности минеральных удобрений и т.д. Причем острс-та этих проблем неуклонно возрастает. В этих условиях созданье оптимизированной системы интенсивного землепользования, подпп-ляюшей достичь максимальной биологическое продуктивности при минимуме экологически вредных воздействий, в известной мере тормозится отсутствием научной информации об основних пространственных закономерностях распределения биогенных моментов и факторах, контролирующих особенности их перемещения и превращения в ландшафтных системах. Для Белоруссии, потребляющей ил І9Є9 год 7,5 % ебкесемзного количества минеральных удобрение при доле 2,9 % в обще государственном балансе посевных площадей, такие исследования особенно актуальны.

Цели и задачи работы. Предлагаемая работа выполнялась с целью изучения основных параметров латерального и вертикального распределения подвияеннх форм азота, фосфора и калия в лп-ндгаэфтно-геохимических системах ЦТС) Белоруссии и разработки на основе выявленных закономерностей нового метода решения ряда прикладных геохимических проблем.

Реализация дачной цели потребовала решения следующих задач:

1 - выбора на территории Белоруссии репрезентативних ключе-

вых участков и производства соответствующих голевых наследований в природных системах и агроз;внд,і«аф>''^,'^,.х;

2 - обобщения имеющихся литературных, фондовых и картографи-

ческих материалов,' аналитической обработки проб и обрп-t-цов;

3 - разработки методов индикаций, идентификации и типьзацїч»

структур геохимических полей;

4 - разработки методов оценки динамических параметров' стру;-,

туры геоу/мического поля; ,

5 - выявления коррелятивных сля5ей мелуїу типо'м структури 1Є-.

ДОГЄОХИМИЧЄСКЙХ ПОЛей NPK И КОМПЛеКСОМ факторов BO.V'OJ*

миграции элементов в ландсафтно-гесхи^,'к"есг-";."'' №'т:ги ..(ЛГС);

Є - составления на основании выявленных связей карты (М I: 600000) условий 'миграции подвижных форм ГІРК в ЛГС и райог рования территории^,! БССР по частоте встречаемости структі определенного т. па.'

Материалы. В работе использованы данные по 18 (13 нена] 'ленных и b в условиях агрсУландшафта) почвенно-агрохимическим профилям, заложенным на16^! ключевых участках во всех фиаико-ографичооких и педогеохиМичесюм- провинциях БССР. Общий объе; аналитической информации (подвижные формы Щ , ph, объемная масса почвы) составил около 28С0 определений. Основные исход материалы получены автором в ходе полевых сезонных работ t'96 ;9 і г." (Зі разрез, ЬІЄ образцов)'.' Кроме того, привлекались .о бликоканные материалы ЕелНИИПА (5 профилей, около Ь50 опреде ний), а также опубликованные материалы ЕєлШіС и МГиГ Щ БСС о чем в тексте имеются соответствующие ссылки. Данные по тре летней динамике содержания N"N0₃'и WW-jK (1500 определений; ис льзованы с согласия автора (Н.Н.Семененко). В работе также пользованы данные радиометрических наблюдений, осуществляешь автором в зоне аварии Чернобыльской АЭС на* протяжении і 967-1: гг. Применительно ко всем привлекаемым гптериалам проконтро; рована репрезентативность и сходимость-методов:определения.

Непосредственным; обгектавд изучения явились ландшафтне

геохимиче-скяе системы мезомасштабного уропня- (местные геохш

' чесиче ландшафты" (по Б.Б.Полине у)), равно как и слагаюшие і

элементарные ландшафты в различных педогесхимических и физиі

географических провинциях ЕССР.

Теоретическая и методическая основа исследований. Рабо¹ выполнена на основании теории геохимического ландшафта (Полі нов, ISJX; Глазовекая, 1964; иерелшщ, 1975)', рассматривав: го как открытая, природная или природно-антропогеннак систе; представляющая собой парагенптичоскую, повторяющуюся в прос ранстве ассоциацию упорядочение) расположенных элементарных -твиляющих.

При производстве полевых работ и аналитической обработ обраэкоъ использовались методы, стандартно «применяем при дйафтне-геохимйческих, почвенных и агргяишчееких исследове

Для целей последуй лАо'ттерпрет.'Діяи полученных данных-л& разработана оригинальная методика индикации * кдентифик структуры пед'огйохимических полей. При математической обрас информации ислользораяись npor-pm/vno сформлонні-ч- стандартиь

методы ...атематической статистики. В работе, такте использован ряд методов графического представления геохимической информации, некоторые из которых приставляют .ссбоп, авторские разработки.

Научная новизна проведенных исследований состоит в том, что:

1. впервые для территории ЕССР была проведена работа по изучению структуры педогеохимических полей рассеяния и концентрации подвижных форм элементов-органогенов п пределах ландгаа-фтно-геохимических систем ранга местного геохимического ландшафта;

2. разработан комплекс методов, позволяющих проводить индикацию, идентификация и типизацию структур геохимических полей почвы:

3. на основании системного подхода выявлены основные

. структурше закономерности естественных педогеохимических полей NPK и связи отдельных типов структур с условиями миграции химических элементов;

4) впервые для территории БССР составлены схематические
карты условий миграции подвижных NPK в природных ландпюфтно-
геохимичесяих системах. **

Практическая значимость работы

4. Результаты работы могут слутшть теоретической основой для разработки максимально оптимизированных и екологичаски безопасных систєїл использования минеральных удобрений.

5. Методические результаты работы могут быть использованы для выявления закономерностей распределения любых форм, любых элементов или соединении (например, радионуклидов) з ланд,-шафтно-іеохимических системах, что в подавляющем большинстве случаев соответствует размерности реальных объектов хозяйственного воздействия.

- 3) Разработка процедуры индикаций и типизации структуры ' педогесхимичоского поля делает возможным проведение корреляционных сопоставлений между типом наблюдаемой структуры и факторами внешнего воздействия -характер хозяйственного использования, неоднородность почвенно-раститзльного покрова, микро-> ^климатические различия и т.д.

4) Результаты исследования могут служить основой'для постановки поисково-съемочных работ,-повышения информационной насыщенности агрохимических и геохимических карт,прогнозов. *

формирования вторичных геохимических аномалий и '.п.

5) Разработанные алгоритму и комплекс программного обеспечения применимы для изучения систем любой сложности и степени нарушениисти.

Защищаемые положения

1. Педогеохимические поля под^т «иных форм NPK в пределах системы водораэдел-склон-замыкаюшее понижение обладают специфически детерминированной вертикальной и латеральной структурной организацией.

2. В ненарушенных ландшафтно-геохимических системах различных пс-догеохимических и физико-географических провинций ЕССР характер распределения подвижных минеральных форі-. . обусловлен нр" только вертикальной миграцией и биогенной и эмуляцией

'этих элементов в почвенном профиле, но и в значительной, мере условиями миграции в элювиальной, трьнсэлывиальной и супераква-льной частях СИСТвМЫ.

3. Неоднородность педогеохимических полей иРК в гриродны: ландшафтах БССР ограничивается наличием трех типов: структуры, принадлежность к каждому из которых не связана с абсолютным со держанием NPK в почве, но закономерно обусловлена совокупным воздействием параметров общей морфоструктуры рельефа, гранулометрическим составом породы и условиями дренажа.

4. Б агроландюафтах параметры педогеохимических полей КРК в'том числе и биогеохимических полей культурной растительности сохраняют закономерный характер структурной организации.

5. Схематические карты условий миграции NPK в ландшафтно-геохимических системах могут быть использованы для районирования территории БССР по частоте встречаемости структур определенного оипа.

Апробация работы. Основные положения работы, изложены в II опубликованных работах, Докладывались на ряде научных сове-щан*#, конференций и семиньров: конференции молодых ученых ЕГ! » им. В,И.Ленина (1963), научной конференции "Актуальнье пробле ми охраны, рационального использования и воспроизводства природных ресурсов" (Минск, 1985), УП Всесоюзной конференции по мечиор-чтивной . огргфш (Ро;-ю, 1986), Научно-практически ко фмгеїЦішг молодых ученых "Пути рационального использования jp,c брили и повышение плодороди" ппчв" (Мине ^, 1986), Всесоюзное ггп'Т^гениии молодых ученых "Географические системы: проблемьг flvrii'i!!^,r>nj'pf)b/iniin, моделирования и /преплониг' (Капань, 19137),

-J

чной конференции молодых ученых и специалистов ЦНИИКЙВР и НИ"МиВХ, XXIX Всесоюзном геохимическом совещании (Ростов, ?), на совещании по проблемам биогеохкмии (Москва, I9fcb), союзном ссвешании "Проблемы нормирования нагрузок на лан-фт" (Уосква, 19ЬЬ), Всесоюзном совещании "Принципы и метп-ландшафтно-геохикмческих исследований миграции радионукли-" (Суздаль, 1989), УШ научной конференции "Проблемы раімо-1>ного использования и охраны природной среды" (Минск,1990), евом семінаре "Расчленение моренного рельефа и проблеем дуктивности сельскохозяйственных культур" (Вежвчаи, 199G), чком ссвенании "Эколого-геохимическое изучение охрвш почті андшафтсв" (Минек, 1990).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из гтедс-, 6 глав и заключения сбішм объемом ПО страниц мшинопис-о текста. Работа иллюстрирована рисунками,' графиками и танами, из которых 17 приведены я приложении v диссертации, сок литературы включает 214 наименований,