Введение к работе
Актуальность, Познание количественных закономерностей функционирования почв и их экологической роли - важнейаая задача современного почвоведения, гіта задача обретает еще большую значимость в Регионах, где возникают новые связи и соотношения яочв со средой, вызванные мерзлотой и криогенными процессами. Чтобы выявить особенности мерзлотного почвообразования, использования и сохранения почв необходимо изучение их своеобразных физических свойств и режимов, формирующихся под влиянием криомигшции и фазовых переходов влаги, морозного пучения, термокарста, растрескивания и др. Мерзлотные условия, равно как и литологические и фитоценотические, еще больше усложняются при расчлененном рельефе и обособлении в этой связи множественой сети экологических ниш с разным режимом выветривания и почвообразования. Актуальны исследования гидрологической роли лесов на мерзлотных почвах, которые все больше становятся объектом хозяйственного использования, а их сведение привело к экологическим негативам и дивергенции почвенных свойств.
Решение этих и других проблем потребовало новых, особенно количественных подходов, реализованных в рамках экологии почв, а с учетом пространственных масштабов объектов - топозкологии почв.
Диссертация является теоретическим обобщением материалов, полученных лично автором, а также совместно с сотрудниками Бурятского института биологии 00 РАН в рамках плановых тем и РНТИ "Сибирь"
Цель исследований состояла в количественной оценке сопряжения почва-среда, познании и математико-статистичеоком обосновании особенностей почв мерзлотных ландшафтов по криологическим, водно-теп-лобалансовым и теплоэнергетическим параметрам, э на этой основе -разработке подходов к численной типологии почв по гидротермическим показателям и агромелиоративных прогностических моделей.
Поставлены следующие задачи:
1. Дать информационно-статистическую оценку связей в системе почва-среда и изучить специфичные гидротеплофизическне процессы и свойства мерзлотных почв;
?.. Установить водно-теплобалансовые и теплоэнергетические параметры почв разного гранулометрического состава, гид^ртермические
- ?. -различия экопары лес-отепь, в том числе выяснить основные черты дивергентных ивменений мерзлотных почв на вырубках. Разработать элементы численной типиаации почв по водному и тепловому режимам;
-
Выявить пространственные закономерности формирования почвенных тепловлагоресурсов в склоновых ландшафтах и на основе количественных оценок наметить пути ландшафтно-адаптированного земле-польаования;
-
Вывести циклическую и трендовую составляющие в многолетнее динамике тепло- и влагообеспеченности и предложить агромелиоративные прогностические модели.
Объекты и методы исследования. Стационарные исследования пот проводились в южной части Витимского плоскогорья, в пределах Пог-ромнинско-Еравнинско-Телембинской системы котловин, занятой севон-номерзлотными, а на северо-востоке - мерзлотными лугово-степными і лесными ландшафтами. Горное обрамление котловин представляет собоі южную тайгу, где эдификатором выступает лиственница даурская.
Детально исследованы мерзлотные почвы: луговые, лугово-черно-земные, чернозем (в т.ч. сеаонномерзлотный), солонец, дугово-лесные, подволистые, глеоземы таежный и болотный и дерново-Л60НЧЄ.
Пространственные закономерности формирования почвенных тепловлагоресурсов изучались на полигонах-трансектах, рассекающих ти пичные для региона кеаоформы рельефа, где проводились соярякенны во времени и пространстве гидротермические наблюдения и съемки.
Методы исследования физических свойств и гидротэрммческог режима общепринятые (Агрофизические методы..., 1966; Вадюнина Корчагина, 1974; Принципы организации..., 1976). Последователе реалиаовывался количественный "подход, особенно в рамках теплонеї гетики почв. Пространственные градиенты измерялись о помощью т< поклиматических коэффициентов. Достоверность и воспроизводимое результатов и выводов обоснована статистически. Исполъвовались м тода параметрической и непараметричеокой статистик, информации ный, компонентный и кластерный анализы.
Научная новизна работы в том, что в рамках понятия о топоэк логии почв получены информационно-статистические меры связи по со средой, равработан теплоэнергетический подход к их исоледої нию, а на этой основе проведена типизация. Впервые количествен! оценены пространственные гидротермические контрасты, индуцировя ные рельефом, хозяйственной деятельностью человека и равлйчи почв по гранулометрическому составу. Математико-статистически
способами учтен вклад факторов среди в дисперсию почвенных свойств и показаны их возможности для численной типологии почв по ьод-но-тепловому режиму. Автором выявлены региональные тренды агроме-теорежша, предложены прогнозные модели, энергетический критерий оценки устойчивости мерзлотных почв к внешним воздействиям и кинетические уравнения дегумификации и распада вносимой органики в основных почвах региона.
Защищаемые положения:
информационно-статистические меры связи почв со средой;
особенности криогенных процессов по их почвенно-физическим следствиям, гидротермические и теплоэнергетические параметры мерзлотных почв;
закономерности формирования тепловлагоресурсов, агрохимических свойств и продуктивности агроценозов в склоновых ландшафтах и прогностические модели.
Практическое значение и реализация исследований. Изучеиные закономерности пространственной дифференциации почв по агромелиоративным свойствам и срокам достижения физических кондиций, выявленные коэффициенты контрастности почвенных свойств и режимов, разработанные методы тепловой мелиорации и прогностические модели создают реальные предпосылки для экологически и экономически эффективного землепользования в мерзлотных регионах, особенно в условиях расчлененного рельефа Забайкалья. Результаты исследований, опубликованные в монографических сводках, статьях и методических указаниях нашли внедрение при разработке проектов Бурятского фили-ша института "Росгипрозем" и проекта " Настоящее и будущее Бай-сальского региона (возможности устойчивого развития)".- Новоси-Зирск, 1994.
Публикации и апробация работы. Основные положения диссертации ізложеньї в 60 печатных работах, из которых 2 монографии. Они также шробированы в докладах на симпозиумах, съездах, конференциях и овещаниях разных уровней, ежегодных научных сессиях Бурятского аучного центра СО РАН и Бурятского СХИ.