Введение к работе
Актуальность проблемы. Оценка характера и особенностей современного развития подзолистых почв невозможна без понимания роли, которую играют в этом возникающие вследствие различных природных и антропогенных причин неоднородности состава и свойств почв, проявляющиеся на различных уровнях организации почвенных образований и являющиеся их неотъемлемым признаком. Этому вопросу всегда уделялось значительное внимание со стороны исследователей, занимающихся различными прикладными и фундаментальными проблемами. Но отношение к неоднородности почв, как к особому природному явлению впервые было сформулировано Дмитриевым Е.А. (1983), чьи работы поставили неоднородность почв в ряд непосредственных объектов исследования. В практике почвоведения сложилось так, что под неоднородностью в большинстве случаев понимается возникшее в силу определенных причин какое-либо отличие от так называемого «типичного», подчас усредненного представления об изучаемом объекте. Несмотря на то, что в настоящее время направление, связанное с изучением такого специфичного явления как неоднородность почв, продолжает активно развиваться, современное состояние науки требует уточнения отдельных понятий и стандартизации ряда положений, касающихся обсуждаемой области почвоведения. Это связано с необходимостью определенного теоретического переосмысления и упорядочивания накопленных знаний и возможностью их практического применения.
Цель исследования – установить роль неоднородностей различного генезиса в современном развитии подзолистых почв южной тайги.
Задачи исследования:
1. Оценить роль педотурбационных процессов различной природы в создании неоднородностей почв в биогеоценозах южной тайги.
2. На примере датированных природных объектов проанализировать биогеоценотические и эколого-генетические особенности развития подзолистых почв в постпедотурбационный период.
3. Оценить вклад ветровальных нарушений в формирование неоднородностей лесных почв на различных уровнях организации почвенного пространства.
4. Выявить значение начальных стадий сельскохозяйственного освоения, микрорельефа и эрозионных процессов, вызванных весенним снеготаянием, в создании и поддержании неоднородностей почв агроценозов.
5. Установить характер зависимости пестрополья от почвенных свойств и их неоднородности, ранжировать изученные показатели по их вкладу в создание неоднородности урожая.
6. В условиях полевого модельного опыта, имитирующего педотурбации разного генезиса и масштаба, изучить специфику регенерации почвенного профиля, присущего данному биогеоценозу.
7. Исследовать отдельные педосукцессии на примере подзолистых почв в «замкнутом» цикле последовательно сменяющихся биогеоценозов.
Научная новизна. Cформулирована концепция первичной и вторичной неоднородности подзолистых почв, проявляющейся на всех уровнях организации почвенных образований и определяющейся соответственно палео- и ценотическими механизмами формирования. Показано, что в зависимости от конкретных биогеоценотических и эколого-генетических условий вторичная неоднородность создает разные векторы развития нарушенных почв при их сукцессиях и регенерации, что приводит к эволюции в ландшафте самих неоднородностей. Конкретные местоположения отражают эту разнонаправленность, например, на уровне смены типа почвообразования от торфянистого подзола в микропонижениях до бурых лесных почв на микроповышениях и оказывают усугубляющее или нивелирующее действие на ход почвовосстановления.
Защищаемые положения:
1. Неоднородность почв – универсальное свойство почвенных образований, проявляющееся на различных уровнях их организации (иерархическая составляющая) и зависящее от конкретных условий возникновения и развития (функциональная составляющая). Однородность почв рассматривается как частный случай неоднородности, которая в зависимости от поставленных задач и целей исследования может быть как объектом, так и инструментом познания.
2. Концепция первичной и вторичной неоднородности почв. Первичная неоднородность – результат действия факторов педогенеза, который отражает стремление почвы обрести равновесное состояние с окружающей средой. Вторичная неоднородность – следствие действия различных естественных и антропогенных факторов, выводящих почвенную систему из состояния равновесия.
3. Почвенные сукцессии – это реализация имеющихся и возникающих неоднородностей в организации почвенных тел различной функциональной и иерархической соподчиненности, суть динамическая (во времени и пространстве) форма существования неоднородностей почв. В условиях современного почвообразования педосукцессии отражают конкретные пути восстановления равновесного (не обязательно первоначального) состояния почв с окружающей средой (экологическая устойчивость).
Практическая значимость диссертации. Результаты выполненного исследования необходимы для разработки современных подходов в области сельскохозяйственного производства, основанного на принципах ландшафтного и точного земледелия. С учетом действующих факторов неоднородности почв в пределах конкретного агроценоза даны рекомендации по способам линейного и площадного опробования. Показана преимущественная зависимость пестрополья в определенных условиях от агрофизического состояния почв.
Результаты диссертации используются на факультете почвоведения МГУ в курсе лекций «Неоднородность почвенных тел», при чтении спецкурсов «Равновесие в экосистемах» и «Рекультивация земель», при проведении полевой учебной практики по общему земледелию.
Диссертация разрабатывалась в рамках программ, предусмотренных координационными планами АН СССР, ГКНТ СМ СССР и МГУ «Изучение изменения свойств почв и почвенного покрова в условиях различных воздействий человека на природные процессы» (гос.рег. №76054367); «Экологическая устойчивость почв и почвенного покрова» (гос.рег. №01821022659); «Организация и динамика разнообразия свойств почв естественных и агро-БГЦ» (гос.рег. №01.960.0-5220); «Пространственная вариабельность компонентов агробиоценозов и ее связь с урожайностью» (гос.рег. №01.2.00-109753).
Апробация работы. Материалы, вошедшие в диссертацию, были представлены и докладывались на Всесоюзных и Всероссийских съездах почвоведов (Ташкент, 1985; Новосибирск, 1989; Санкт-Петербург, 1996; Суздаль, 2000; Новосибирск, 2004; Ростов-на-Дону, 2008); на III и IY Всесоюзных совещаниях (Москва, 1976; Кишинев, 1980) и Международном симпозиуме (Москва, 1993) по структуре почвенного покрова; на Международных, Всесоюзных и Всероссийских научных конференциях (Тарту, 1983, 1987, 1988; Пущино, 1984, 2009; Архангельск, 1990; Сыктывкар, 1993; Москва, 1997, 2002); на Всесоюзных и Всероссийских научно-практических конференциях (Москва, 1982; Вешенская, 2006, 2008); на Ломоносовских чтениях в МГУ (2010) и на заседании кафедры общего земледелия факультета почвоведения МГУ (2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 60 работ, в том числе 2 монографии и учебное пособие в соавторстве, 15 работ в изданиях, соответствующих Перечню ВАК, 24 статьи и доклада в научных журналах, сборниках и материалах конференций. Опубликовано 18 тезисов докладов на съездах ВОП и ДОП, на Международных, Всесоюзных и Всероссийских симпозиумах и конференциях.
Личный вклад автора в работу. Диссертация является результатом многолетних (1975-2010 гг.) исследований автора. В ее основу диссертации положены данные полевых и лабораторных исследований, выполненных лично автором или при его активном участии на всех этапах работы. Автору принадлежит постановка проблемы, разработка ряда теоретических положений, формулирование цели и конкретных задач работы, планирование экспериментальной части, анализ и обобщение полученных результатов, включая заключение и итоговые выводы. Доля личного участия в совместных публикациях пропорциональна числу соавторов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и выводов, изложена на 255 страницах компьютерного текста, включает список литературы из 270 наименований, в том числе 55 на иностранных языках, 47 рисунков, 37 таблиц.
