Введение к работе
Актуальность темы. В структуре земель сельскохозяйственного назначения черноземной зоны России естественные пастбища по своей площади занимают второе место после пашни. Так, в Оренбургской области, общая площадь которой составляет 12370,2 тыс.га., а доля земель сельскохозяйственного назначения составляет 88,6%, пашня занимает 6137,3 тыс.га, естественные пастбища 3990,8 тыс.га, сенокосы – 688,2 тыс.га. В силу разных причин, начиная с периода интенсивного сельскохозяйственного освоения почв черноземного типа, основные исследования процессов почвообразования и свойств почв были сосредоточены на территории пашни. Почвы же пастбищ и сенокосов исследовались лишь эпизодически. Между тем естественные пастбища являются не только основной базой развития животноводства, но и резервом пахотных площадей. Черноземы пастбищных экосистем в процессе их использования испытывают воздействия, которые существенным образом отличаются от ежегодного влияния плуга и других сельскохозяйственных орудий на почвы пашни. Специфика этого воздействия заключается в том, что под влиянием ежегодного стравливания животными надземной фитомассы почвы пастбищ испытывают дефицит растительной органики, естественного первоисточника органического вещества почв, гумуса. Одновременно, под влиянием многократного воздействия копыт сельскохозяйственных животных, особенно в период, когда почвы не достигли состояния «физической спелости», происходит уплотнение верхнего слоя почв и ухудшение физических свойств черноземов пастбищных экосистем. Все эти явления в своей совокупности требуют изучения как с целью пополнения теоретических знаний об антропогенном изменении свойств черноземов, так и для их практического применения.
Перечисленные обстоятельства определяют актуальность настоящего исследования.
Степень разработанности темы. Исследованию влияния длительного пастбищного использования на гумусное состояние степных черноземов Урала посвящены работы А.М. Русанова [1993, 2012], А.В. Тесля [2009]. Однако комплексного изучения влияния выпаса на свойства черноземов Предуралья до сего времени не проводились, не исследовалось и влияние пастбищной деградации на структуру почвенной биоты.
Цели и задачи. Цель работы заключается в исследовании изменений гумусного состояния, водно-физических свойств и структуры населения почвенных беспозвоночных при разной интенсивности пастбищной нагрузки.
Для достижения цели исследования были поставлены и решены следующие основные задачи:
- исследовать влияние пастбищной дигрессии на гумусное состояние черноземов;
- определить водно-физические свойства лесостепных и степных почв Предуралья и особенности их трансформации под влиянием длительного пастбищного использования;
- определить видовой состав, численность и доминирующие группы мезофауны почв пастбищных экосистем, а так же их изменения под влиянием выпаса разной интенсивности.
Научная новизна работы. В результате проведенных исследований показана динамика гумусного состояния и водно-физических свойств почв пастбищных экосистем под влиянием пастбищных нагрузок разной интенсивности. Описан комплекс почвообитающих беспозвоночных естественных пастбищ Предуралья. Получен сравнительный материал по мезофауне черноземных почв с разным режимом пастбищного использования.
Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследования дополняют теоретические знания по антропогенному изменению основных свойств черноземов и позволяют установить степень влияния скотосбоя на почвенное население, что может быть использовано в ходе проведения экологического мониторинга почв с целью оптимизации сельскохозяйственных нагрузок.
Результаты диссертационного исследования использованы в материалах курсов «Экологический мониторинг земель Оренбургской области», «Деградация и охрана почв», читаемых в Оренбургском государственном университете.
Изложенные в работе положения выполнены в рамках исследований по гранту РФФИ № 12-04-31384 «Использование биоиндикационного метода при определении степени пастбищной дигрессии».
Методология и методы исследования. В основу методологии оценки эколого-биологического состояния почв пастбищ был положен системный подход: совместное и одновременное изучение фито- и зооценозов, морфологических, основных химических и физических свойств почв, их гумусного состояния.
В работе применялся комплекс методов разработанных Розановым Б.Г. [2004], Раменским Л.Г., [1938], Миркиным Б.М. [1984], Тюриным И.В. [1968, 1993], Гиляровым М.С. [1975], Стригановой Б.Р. [1975].
Положения, выносимые на защиту:
- длительное бессистемное пастбищное использование в незначительной мере влияет на количественные и качественные показатели гумуса;
- выражены изменения плотности почв, их структурного состояния и коэффициента фильтрации связаны с длительным влиянием копыт выпасаемых сельскохозяйственных животных на верхние слои черноземов;
- нерациональное использование пастбищных экосистем провоцирует смену доминантных групп почвенных беспозвоночных на более аридные комплексы. По структуре почвенной фауны черноземы пастбищ приобретают признаки, характерные для более южных подтипов;
- использование доминантных групп почвообитающих беспозвоночных в комплексе всех показателей состояния почв естественных пастбищ позволяет повысить объективность оценки степени деградации и демутации пастбищных экосистем.
Степень достоверности и апробация результатов. Сформулированные в работе научные положения и выводы обоснованы экспериментальными данными полевых и лабораторных опытов. Основные положения диссертационной работы были представлены на V и VI Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы экологии Южного Урала», Оренбург, 2011, 2013гг; Международной научной конференции «Почвы Хакасии, их использование и охрана», Абакан, 2012; VI Съезде Общества почвоведов им. В.В. Докучаева с международным участием «Почвы России: современное состояние, перспективы изучения и использования», Петрозаводск, 2012; XIV Съезде Русского энтомологического общества, Санкт-Петербург, 2012 г.
Личный вклад автора. Автор непосредственно участвовал в выборе объектов исследований, построении методики, закладке почвенных разрезов и зоологических площадок, отборе образцов, их лабораторном анализе и определении видов почвенной биоты.
Автор выражает благодарность за руководство исследованиями и всестороннюю помощь научному руководителю, д-ру биол. наук, профессору А.М. Русанову. Автор благодарит за помощь в определении зоологического материала и консультации по вопросам построения методологии эксперимента канд. с.-х. наук В.А. Немкова, канд. биол. наук А.В. Русакова и А.М. Шаповалова, а также сотрудников кафедры общей биологии ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» за поддержку и помощь в проведении исследований.
Публикации. По теме исследования опубликовано 9 печатных работ, в том числе 6 статей в издании, рекомендованном ВАК РФ для публикации материалов диссертационных работ на соискание ученой степени кандидата биологических наук.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 131 странице машинописного текста и состоит из введения, литературного обзора, описания объектов и методов исследования, двух глав собственных исследований, выводов, списка использованных источников и приложений. Диссертация содержит 9 рисунков, 17 таблиц, список использованных источников из 268 наименований, в том числе 28 на иностранных языках.
Похожие диссертации на Влияние пастбищной дигрессии на основные свойства лесостепных и степных черноземов Предуралья
