Оценка влияния бугров Бэра на состояние почвенного покрова бугровых ландшафтов дельты Волги

Стрелков, Сергей Петрович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Оценка влияния бугров Бэра на состояние почвенного покрова бугровых ландшафтов дельты Волги
ВАК РФ 03.02.13, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Оценка влияния бугров Бэра на состояние почвенного покрова бугровых ландшафтов дельты Волги"

На правах рукописи -

Стрелков Сергей Петрович

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ БУГРОВ БЭРА НА СОСТОЯНИЕ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА БУГРОВЫХ ЛАНДШАФТОВ ДЕЛЬТЫ

ВОЛГИ

Специальность 03.02.13 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Астрахань-2011

3 ИЮН 2011

4849731

Работа выполнена на кафедре почвоведения аграрного факультета Астраханского государственного университета

Научный руководитель: Федотова Анна Владиславовна,

доктор биологических наук, профессор

Официальные оппоненты: Рулев Александр Сергеевич, доктор

сельскохозяйственный наук, старший научный сотрудник

Шваров Александр Петрович, кандидат биологических наук, доцент

Ведущая организация: Саратовский государственный аграрный

университет им. В.В. Вавилова

Защита диссертации состоится 23 июня 2011 года в 15-00 на заседании Диссертационного совета Д 212.009.10 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, Астрахань, пл. Шаумяна, 1, Естественный институт АГУ.

Тел./факс: (8512)22-82-64

E-mail: sovetei@rambler.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского государственного университета по адресу: пл. Шаумяна, 1.

С авторефератом можно ознакомиться на сайте АГУ: www.aspu.ru

Автореферат разослан «A3» мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор

Федотова А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Бугры Бэра - специфические, присущие только Прикаспийской низменности геоморфологические образования впервые были описаны в 1836 году К. Бэром. Большая часть бугров Бэра территориально расположена в пределах Астраханской области. Несмотря на значительное количество работ, посвященных бэровским буграм, все же во взгляде на их происхождение у исследователей нет единого мнения. Протекающие процессы почвообразования на буграх Бэра и околобугровых пространствах специфичны и присущи только этим геоморфологическим элементам.

В пределах бугрового ландшафта веками устанавливался водно-солевой баланс почв, определявшийся многочисленными климатическими изменениями и трансгрессиями Каспийского моря. Роль бугров Бэра в геохимической обстановке и перераспределении солей в прилегающих ландшафтах сложна и неоднозначна. С.А. Владыченский (1953) указывал на аккумуляцию солей непосредственно вокруг бугров, сделав вывод о том, что именно бугры Бэра являются центрами аккумуляции солей в пространстве.

В настоящее время бугровые ландшафты являются одними из самых уязвимых в экосистеме дельты Волги. В последнее время их экологическая уязвимость интенсивно усугубляется антропогенным вмешательством. В Астраханской области наблюдается повсеместное механическое уничтожение и разрушение бугров. Околобугровые пространства не разрушенных бугров интенсивно используются в качестве сенокосов. Бурное развитие сельского хозяйства в 70-е годы XX века и интенсивные мелиоративные меры по улучшению качества почв и защиты от паводковых вод привели к обваловке большей части территории дельты Волги. Основными «компонентами» строительства валов явились бугры (точнее, материал, их слагающий). В настоящее время около 80% бугров Бэра в той или иной степени разрушены, при этом 40% уничтожены полностью. И процесс этот не останавливается. Для хозяйственной деятельности населения Астраханской области представляет интерес материал, слагающий бугры. Бугры Бэра служат источником глиняного сырья для кирпичного производства, широко используется при строительстве дорог, в личных подсобных хозяйствах населения. В результате этого бугры Бэра бесконтрольно разрушаются или полностью уничтожаются. При этом не учитываются особенности материала того или иного бугра, вследствие чего значительная часть почв бугров выбрасывается, так как непригодна для хозяйственного использования. Вполне вероятно, что полное уничтожение бугров приведет к глобальной перестройке геохимической обстановки на территории Астраханской области. Поэтому, на наш взгляд, проблема влияния бугров Бэра и их целостности на состояние почвенного покрова Астраханской области весьма актуальна.

Целью настоящего исследования является оценка влияния целостности бугров Бэра на состояние почвенного покрова бугровых ландшафтов волжской дельты в условиях динамичного засоления почвенного покрова и материнских пород, а также антропогенной нагрузки.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- обоснование основных методических и теоретических подходов для оценки влияния бугров Бэра на формирование почвенного покрова бугровых ландшафтов;

- подбор соответствующих объектов (бугры Бэра с прилегающими ландшафтами естественные и антропогенно измененные);

- изучение показателей почвенного покрова (основные физические свойства, содержание гумуса, солевое состояние и особенности пространственного распределения солей);

- сравнительный анализ (в том числе методами математической статистики) состояния почвенного покрова ландшафтов бугров Бэра разной степени нарушенное™.

Основное защищаемое положение: механическое разрушение бугров оказывает влияние на почвенные свойства и структуру почвенного покрова околобугрового пространства.

Научная новизна. Получены материалы по состоянию почвенного покрова ландшафтов бугров Бэра разной степени нарушенности. Впервые показаны различия в пространственном варьировании основных почвенных свойств в пределах указанных ландшафтов бугров Бэра.

Впервые установлено, что разрушение бугров Бэра влияет на перемещение солей в пространстве. Установлено, что разрушение бугров приводит к полному уничтожению органического вещества в почвах, при значительном увеличении водопроницаемости почвы, что является следствием выхода на поверхность почвенных слоев более легкого гранулометрического состава.

Впервые установлено, что антропогенное разрушение бугров приводит к значительному увеличению плотности 60-ти сантиметрового слоя почвы, при этом наиболее уплотненным оказывается слой 10-15 см. Впервые проведен сравнительный анализ состояния почвенного покрова ландшафта в зависимости от целостности бугра Бэра.

Работа является одной из пионерных в области изучения последствий неконтролируемого уничтожения бэровских бугров и их биосферной роли в формировании ландшафтов волжской дельты.

Данное исследование является частью фундаментальной научной проблемы изучения биосферных функций почв и глобальных изменений наземных экосистем.

Цель и задачи, заявленные в данном исследовании, являются новыми. Результаты исследования вносят определенный вклад в теорию антропогенной эволюции почв и наземных экосистем.

Практическая значимость. Установленные изменения в структуре почвенного покрова в ландшафтах бугров Бэра разной степени нарушенное™ и трансформация при этом почвенных свойств являются основой для прогнозирования изменений на ландшафтном уровне почвенно-растительного покрова Астраханской области.

Результаты исследования позволяют разработать рекомендации по охране бугров Бэра и рациональному использованию материала бугров в хозяйственных целях без нанесения ущерба экологическому состоянию Астраханской области.

Результаты исследования поддержаны РФФИ проект № 09-04-97002-р_поволжье_а, Министерством промышленности, транспорта и связи Астраханской области в рамках конкурса молодежных инновационных проектов и АВЦП № 2.1.1/4284, используются при чтении лекционных курсов «Почвы Астраханской области», «Математическая статистика в почвоведении», «Физика почв» в Астраханском государственном университете.

2006), Российская научная конференция студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные проблемы современных аграрных технологий» (Астрахань, 2006, 2007), Международная конференция «Экология в современном мире: взгляд научной молодежи» (Улан-Удэ,

2007), Всероссийская научная конференция студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы инновационного развития агропромышленного комплекса» (Астрахань, 2009, 2011), Международная конференция с элементами научной школы для молодежи «Экокультура и фитобиотехнологии улучшения качества жизни на Каспии» (Астрахань, 2010), Международная научная конференция, посвященная 165-летию со дня рождения В.В. Докучаева «Ресурсный потенциал почв - основа продовольственной и экологической безопасности России» (Санкт-Петербург, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе одна статья в издании, входящим в перечень научных и научно-технических изданий, утвержденных ВАК России и рекомендуемых для публикации основных научных результатов кандидатских диссертаций.

Личный вклад автора. Автор принимал участие в экспедиционных работах и полевых исследованиях. Лабораторные анализы, интерпретация результатов, их анализ и обобщение выполнены непосредственно автором.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов и списка литературы, включающего 120 наименований. Изложена на 152 страницах машинописного текста, включает 29 рисунков и 4 таблицы.

ГЛАВА I. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ДЕЛЬТЫ ВОЛГИ

В данной главе приведены краткие сведения об основных факторах почвообразования в дельте Волги: географическое положение и климат (Щучкина, 1996; Занозин, 2007; Федотова, 2006; Бесчетнова, Вознесенская,

2007), геоморфологическое строение (Белевич, 1958; Николаев, 1962; Занозин, 2003, 2007; Рычагов, 2005), гидрология и гидрография (Герасимов, 1939; Соколов, 1952; Байдин, 1956; Евдокимова, Корнеева, 1958; Белевич, 1963; Реймерс, 1982; Добровольский, 1986; Рыбак, Русаков, 1995; Русаков и др., 1996; Владыченский, Аветян, 2007; Буторин и др.,

2008).

Так же приведено описание основных типов почв (Прасолова, 1921; Большаков, 1957; Плюснин, 1960; Болышев, 1962; Козловский, Корнблюм, 1963; Фридланд, 1972; Летунов, 1992; Парфенов, Иралиев, 1999; Королюк, Щербенко, 2001; Пилипенко, 2002; Федотова и др., 2005, 2006; Занозин, 2006): бурые полупустынные почвы (Плюснин, 1938; Природа и ..., 1962; Ковда, 1973, 1988; Богатырев и др., 1988; Бармин и др., 1996; Ганжара, 2001; Танин, Яковлева, 2007), солончаки (Дюшофур, 1970; Кауричев, 1989; Панкова, Ямнова, 1993; Пилипенко и др., 2003; Зайдельман, 2003; Федотова, Мухин, Яковлева, 2005; Бармин, Федотова, 2008), аллювиальные, луговые и болотные почвы (Глазовская, 1945; Ковда, 1951; Самойлов, 1952; Зайдельман, 1998; Пилипенко и др., 2003; Федотова и др., 2005; Федотова, 2006; Сорокин, 2009).

ГЛАВА И. НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ О БУГРАХ БЭРА

В главе анализируются существующие литературные источники, касающиеся общего описания и географического распространения бугров Бэра на территории Прикаспийской низменности (Гмелин, 1777; Паллас, 1788; Бэр, 1856; Православлев, 1929; Герасимов, 1937; Доскач, 1949; Брюшков, 1951; Владимиров, 1953; Николаев, 1955; Брицына, 1955; Рычагов, 1958; Леонтьев, Фотеева, 1965; Сладкопевцев, 1965; Руденко, 1973; Белевич, 1979; Пилипенко, Сальников, Перевалов, 2002; Федотова и др., 2003; Свиточ, Клювиткина, 2004, 2006, 2008; Федотова, Яковлева, 2005; Федотова, Шеин, Яковлева, 2005; Федотова, 2007; Занозин, 2007, 2008; Карпачевский, Федотова, Яковлева, 2008; Быстрова, Карабаева, Карабаева, 2008; Яковлева 2009; Сорокин, 2009), раскрывающие

некоторые аспекты их строения (Православлев, 1926; Брюшков, 1951; Краснова, 1951; Берг, Краснова, 1951; Батурин, 1951; Иванова, 1952; Якубов, 1952; Евдокимова, Корнеева, 1958; Седайкин, 1977; Белевич, 1979; Менабде, 1989; Бадюкова, 1999; Жиндарев и др. 2001; Свиточ, Клювиткина, 2004, 2005, 2006; Свиточ, Березнер, 2007; Яковлева, Беднев, 2007).

Приведен краткий очерк, посвященный истории исследования бугров Бэра и проанализированы основные теории их происхождения (Эверсман, 1840; Бэр, 1856; Мушкетов, 1895; Православлев, 1926, 1929, 1934; Голынец, 1932; Богданов, 1933; Жуков, 1935, 1945; Берг, 1938; Федорович, 1941; Захаров, 1948, 1975; Доскач, 1949; Батурин, 1951; Краснова, 1951; Ковда, 1951; Якубов, 1952; Иванова, 1952; Владыченский, 1953; Брицына, 1955; Николаев, 1955; Рычагов, 1958; Алексин и др., 1961; Леонтьев, Фотеева, 1965; Руденко, 1973; Седайкин, 1977; Белевич, 1979; Менабде, 1989; Бадюкова, 1999, 2005; Жиндарев и др., 2001; Свиточ и Клювиткина, 2004,2005,2006; Богатырев, 2010).

ГЛАВА III. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объекты исследования

В дельте Волги были выбраны три типичных бугровых ландшафта с различной степенью антропогенного воздействия на каждый из них и различающиеся по степени нарушенности бугров. В качестве объектов исследования выбраны:

1) ландшафт бугра Бэра южнее села Началово в Приволжском районе Астраханской области в 15 км от г. Астрахани (бугор уничтожен на V* со стороны восточной экспозиции, рис. 1а);

2) антропогенно измененный околобугровой ландшафт в Икрянинском районе Астраханской области (бугор Бэра незначительно нарушен), расположенный на юго-западе Астраханской области, в пределах западной периферии Волжской дельты и восточной окраины подстепных ильменей (рис. 16);

3) в восточной бугровой части дельты Волги бугор Бэра Большой Барфон (бугор не разрушен) с прилегающим ландшафтом, претерпевающим минимальное антропогенное влияние в виде укосов в околобугровом пространстве в Володарском районе Астраханской области (рис. 1в).

Таким образом, почвы всех выбранных объектов исследования дифференцированы по степени антропогенной нагрузки и структура почвенного покрова для них индивидуальна.

Бурые полупустынные почвы самого бугра представлены преимущественно тяжелосуглинистыми засоленными почвами, реже опесчаненными суглинками. Солончаки луговые гидроморфные (в том числе, оглеенные) распространены на шлейфе бугра. Для межбугровых понижений характерны торфяно-болотные глеевые засоленные почвы.

Повсеместно наблюдается резкий переход от незасоленных почв к засоленным или зональным полупустынным. Распределение растительных сообществ на исследуемой территории тесно связано с комплексной структурой почвенного покрова. Для морфологического строения профиля почв, представленных в данном ландшафте, характерно наличие солевого горизонта. Глубины его залегания и мощность изменяются в зависимости от высотного положения и расстояния до вершины бугра.

Рисунок 1. Космические снимки объектов исследования: разрушенного бугра (а), частично разрушенного бугра (б), не разрушенного бугра (в) (дата снимков октябрь 2009 года).

Наибольшей степенью засоления характеризуются почвы, приуроченные к восточной экспозиции бугра. Кроме того, восточный склон является наиболее крутым, и, как следствие, подвергается

наибольшей антропогенной нагрузке при разрушении бугра техникой. Учитывая эти обстоятельства, при планировании проведения исследований, в качестве опорных территорий были выбраны околобугровые пространства восточной экспозиции бугров разной степени нарушенное™.

В пределах ландшафта полностью разрушенного бугра выделены бурые полупустынные легкосуглинистые почвы. Почвенный покров подвержен постоянному сильному антропогенному воздействию.

Антропогенно измененный ландшафт частично разрушенного бугра комплексный с точки зрения степени засоления почвенного покрова, представленный почвенными разностями от незаселенных до солончаков.

Ландшафт не разрушенного бугра Бэра представлен бурыми полупустынными почвами, солончаками луговыми гидроморфными и переходными разностями.

Не смотря на одну и ту же типовую принадлежность некоторых почв и сходство геоморфологического положения их в ландшафте, они имеют достаточно ощутимое морфологическое различие, что позволяет предположить, также, различие в пространственном варьировании тех или иных почвенных свойств в зависимости от степени антропогенного воздействия на выбранные нами объекты исследования.

Методы исследования

При полевом исследовании почвенных свойств на ландшафтном уровне были использованы новые методы и модифицированы известные, так как непосредственное применение классических методов почвоведения для засоленных почв в большинстве случаев затруднительно или невозможно. На каждом объекте были проведены оригинальные исследования, для чего был использован комплексный метод исследования почв, сочетающий методы почвоведения, геоботаники и ГИС-технологий. Кроме того, этот комплекс методов при использовании с определенной координатной сеткой позволяет применить геостатистические методы анализа почвенного и растительного покрова. Данный метод апробирован для исследования галоморфных ландшафтов территории волжской дельты.

Для проведения полевых исследований почв и отбора почвенных образцов на всех трех объектах исследования был использован метод равномерной сетки. Так же была проведена вРЗ-привязка и нивелирная съемка исследуемых территорий в узлах заложенных сеток, по результатам которых построены ЗО-изоплеты участков (рис. 2). В узлах сеток схематично изображено пространственное расположение почвенных прикопок в ландшафте разрушенного бугра (рис. 2а), частично разрушенного бугра (рис. 26) и не разрушенного бугра Бэра (рис. 2в).

Рисунок 2. Схема расположения почвенных прикопок в исследованных ландшафтах на восточных экспозициях разрушенного (а), частично разрушенного (б) и не разрушенного (в) бугров Бэра.

Для характеристики гумусного состояния почвы было проведено определение общего содержания гумуса по Тюрину (Ганжара, 2002),

изучение солевого состояния почв проведено по величине плотного остатка и набирающими популярность электрофизическими методами. Влажность почвы определяли традиционным термостатно-весовым методом и на влагомере МХ-50, плотность буровым методом с использованием бура Качинского объемом 100 см3. Данные обрабатывали с помощью лицензионных компьютерных интегрированных пакетов СоШепБигГег у.8 и 81айзйса у.6.0. Результаты анализировали и представляли в виде рафиков и топоизоплет с использованием интерполяции методом крикинга (метод ближайшего соседа). С помощью топоизоплет изучен характер распределения в пространстве того или иного почвенного свойства, выявлены участки наибольшей или наименьшей концентрации значений, а так же сделаны предварительные выводы о причинах такого варьирования свойств на разных уровнях организации.

Работы выполнялись серией стационарных и маршрутных наблюдений. Для оценки пространственной вариабельности на всех объектах экспедиционные исследования проводились в 2007 - 2010 годах в период низкого стояния уровня воды в водотоках дельты Волги.

С помощью ряда интегрированных пакетов компьютерной обработки информации проведена статистическая обработка полученных результатов. Достоверность различий по выбранным параметрам между почвами ландшафтов бугров Бэра с разной степени нарушенности устанавливали с использованием параметрических (МЗтьюдента, Р-тест) и непараметрических (Краскала-Уолиса) методов.

ГЛАВА IV. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ЛАНДШАФТОВ БУГРОВ БЭРА РАЗНОЙ СТЕПЕНИ НАРУШЕННОСТИ

Оценку состояния почвенного покрова ландшафтов восточных экспозиций бугров Бэра с различной степенью антропогенного воздействия проводили при помощи ряда физических параметров (влажность, плотность и водопроницаемость почв), по содержанию гумуса и легкорастворимых солей в почвах.

4.1. Влажность почвы.

Влажность почвы является одной из самых динамичных величин, так как зависит от климатических факторов, уровня грунтовых вод, наличия органического вещества и др. Тем не менее, в данной работе сделана попытка сравнительного анализа пространственного варьирования и величин влажности почвы в исследованных ландшафтах.

Пространственное распределение величин влажности почв ландшафта полностью разрушенного бугра Бэра характеризуется значительным варьированием и невысокими значениями. Влажность увеличивается с глубиной, причем значительное увеличение происходит с поверхности до слоя 10-15 см (рис. За), затем следует постепенное послойное увеличение величин влажности. Так же следует отметить, что

варьирование значений влажности по слою с глубиной возрастает, чему свидетельствуют значения интервала варьирования по каждому слою, отсюда следует увеличение неоднородности почв исследуемой территории по влажности с глубиной. Наиболее однородным является поверхностный горизонт. Выявленная тенденция в пространственном распределении влаги по слоям (увеличение увлажнения в западном направлении) сохраняется по всей 50-ти сантиметровой почвенной толщи, что возможно, связано с близким нахождением сельскохозяйственных угодий и мелиоративных систем соответственно, с наличием оросительных и дренажных каналов. В результате чего влага боковыми токами движется в сторону этих каналов.

Рисунок 3. Пространственное распределение влажности по слою 10-15 см в почвах ландшафтов: а - разрушенного; в - частично разрушенного; с - не разрушенного бугров Бэра.

Влажность почвы в околобугровом пространстве частично разрушенного бугра Бэра является достаточно динамичной величиной и отличается большей вариабельностью и более высокими значениями (рис. 36). На ее пространственное распределение в почвах изучаемого района оказывают влияние не только перепады высот в мезо- и микрорельефе территории, но и наличие заброшенных оросительных систем антропогенного происхождения, которые в данный момент не функционируют. Но их влияние на гидрологический режим территории продолжается, что ведет данные почвы к неминуемой деградации и невозможности их возврата в сельскохозяйственный оборот.

Содержание влаги в почвах ландшафта не разрушенного бугра Бэра увеличивается с глубиной и значительно варьирует в горизонтальном направлении в пределах одного почвенного слоя. Наибольшая вариабельность влажности почвы характерна для слоя 10-15 см (рис. Зс). Это вполне закономерно, так как к этой глубине приурочены границы солевого горизонта, дернового и намытого, пространственное расположение которых значительно изменяется в пределах исследованной территории. Для участков, где солевой горизонт залегает более глубоко, отмечены более высокие величины влажности. Отсутствие каких-либо закономерностей в пространственном распределении влаги в почвах ландшафта ненарушенного бугра Бэра свидетельствует о влиянии на ее варьирование в отдельных слоях естественных факторов (микрорельеф, растительность, глубина залегания солевого горизонта, гранулометрический состав, фунтовые воды и др.). Влияние антропогенного фактора в ходе проведенных исследований не выявлено, что нельзя сказать о первых двух объектах, где пространственное распределение влаги в почвах ландшафтов практически напрямую зависит от антропогенного вмешательства в естественное развитие территории.

4.2. Плотность почвы.

Плотность почвы - одна из важнейших физических характеристик почвы, которая, в свою очередь, обуславливает водный и воздушный режимы, как прямо, так и косвенно влияя на почвенное плодородие, является качественным показателем почвенной деградации. Исходя из этого, пространственное варьирование данного показателя в почвах исследуемых ландшафтов поможет выявить территории с той или иной степенью деградации почвенного покрова.

Почвы ландшафта разрушенного бугра Бэра отличаются большой уплотненностью как поверхностных, так и глубинных слоев, а так же широким варьированием значений, что свидетельствует о плотном и неоднородном сложении данных почв. Данный факт является следствием использования тяжелой техники при механическом воздействии на бугор Бэра и изменения геохимической обстановки в ландшафте непосредственно из-за его разрушения. Наиболее плотными оказались слои 10-15 и 20-25 см (рис. 4а), здесь значения плотности доходят до 1,96 и

1,86 г/см3 соответственно, они же характеризуются наибольшей пространственной вариабельностью и неоднородностью, интервал варьирования для данных слоев составляет 0,51 и 0,46 г/см3 соответственно. Средние значения плотности почвы для этих слоев составляют 1,75 и 1,71 г/см3 соответственно. Как правило, именно эти слои наиболее подвержены переуплотнению в результате воздействия тяжелой техники.

Рисунок 4. Пространственное распределение плотности по слою 20-25 см в почвах ландшафтов: а - разрушенного; в - частично разрушенного; с - не разрушенного бугров Бэра.

Пространственное распределение значений плотности в почвах ландшафта частично разрушенного бугра Бэра, в основном, варьируют в пределах от 1,34 до 1,80 г/см3. Зоны повышенных значений плотности наблюдаются у подножия бугра и у центрального оросительного канала.

Однако, площадь данных зон на глубине 20-25 см, по сравнению с поверхностными слоями, значительно увеличивается (рис. 4в). Это свидетельствует о переуплотнении подпахотных горизонтов почв не только в местах прохождения тяжелой сельскохозяйственной техники, как это наблюдается для поверхностных слоев, но и увеличение площади переуплотнения на значительное расстояние от этих мест. Таким образом, можно отметить, что интенсивное использование данных почв в сельском хозяйстве и последующий их вывод из оборота оказали непосредственное влияние на пространственное распределение плотности почвы, а точнее на пахотный и подпахотный горизонты. На пространственное распределение плотности нижележащих слоев прямое влияние антропогенного фактора не отмечено, однако косвенное влияние не исключено. Нарушение гидрологического режима, вторичное засоление и другие факторы, возникшие непосредственно после выведения почв из сельскохозяйственного оборота, приводят к переуплотнению и ухудшению агрофизического состояния почв.

Пространственное варьирование плотности почвы в ландшафте не разрушенного бугра Бэра представлено относительно не высокими значениями самой величины, незначительным ее варьированием в пределах слоя и характерным для почв естественных ландшафтов распределением по профилю. Так же в пространственном распределении плотности почвы по слоям опробования не было выявлено каких-либо закономерностей, что свидетельствует об отсутствии на формирование сложения данных почв влияния внешних факторов, а точнее, в нашем случае, антропогенного.

4.3. Водопроницаемость почвы

Что касается пространственного распределения значений коэффициента водопроницаемости для почв ландшафтов разрушенного и частично разрушенного бугров Бэра, то для каждого слоя опробования зафиксирована индивидуальная картина, общие закономерности выявить трудно. Однако следует отметить, что во всех слоях зафиксирована высокая вариабельность значений и хаотичное их распределение по слою, что затрудняет выделение зон наибольшей и наименьшей водопроницаемости, а так же выявление каких-либо закономерностей в их пространственном распределении по слою. Особенно это характерно для поверхностных слоев почв (0-5 и 10-15 см). Что является следствием негативного воздействия тяжелой техники на поверхностные слои данных почв.

Пространственное распределение коэффициента водопроницаемости в почве склона не разрушенного бугра Бэра значительно отличается от предыдущих почв (рис. 5).

Водопроницаемость, см/ч

ю -!

20 |зо

40 50

Рисунок 5. Распределение коэффициента водопроницаемости по профилю почвы в точке Вб на склоне не разрушенного бугра Бэра.

Такое неравномерное послойное распределение водопроницаемости по почвенному профилю связано в первую очередь с чередованием слоев различных по плотности, сложению и гранулометрическому составу в данной почве, так же наблюдается тенденция к уменьшению водопроницаемости с глубиной, что является характерной особенностью естественно развивающихся почв. Так же в ходе проведенных полевых и лабораторных исследований воздействие антропогенного фактора на пространственное распределение водопроницаемости в почвах данного ландшафта не выявлено, что нельзя сказать о предыдущих объектах.

4.4. Содержание гумуса в почве

Известно, что содержание гумуса является одним из основных критериев при оценке почвы, степени ее деградированности и сельскохозяйственной значимости, а так же универсальным параметром почвенного мониторинга, так как от его количества зависят многие физические и химические свойства почв и практически все изменения в экологии почв, прежде всего, отражаются в системе показателей гумусового состояния (Русанов, 2006). Поэтому данному показателю было уделено должное внимание.

Было установлено, что пространственное распределение исследуемого показателя характеризуется значительной пространственной неоднородностью, связанной с микрорельефом территории, антропогенной нарушенностью поверхностного слоя, составом и структурой растительных сообществ.

Исследования показали, что средняя величина содержания гумуса в ландшафте разрушенного бугра составляет 0,095 % (рис. 6), в то время как для ландшафта бугра, характеризующегося незначительными нарушениями, в результате закладки оросительных каналов, среднее значение составляет от 2,95%, а для не разрушенного бугра - 3,13%. Таким образом, среднее содержание гумуса в ландшафте практически разрушенного бугра в сотни раз меньше.

Анализируя полученные данные для ландшафта разрушенного бугра, можно выделить участки, в которых содержание гумуса сведено к нулю

Рисунок 6. Пространственное распределение содержания гумуса в почвах близ разрушенного бугра Бэра по слою 0-5 см.

или его количество ничтожно мало. Это обусловлено нарушениями начальной стадии формирования гумуса на исследуемой территории в результате механического нарушения поверхностного слоя техникой, разрушающей бугор и тяжелым грузовым автотранспортом, вывозящим материал бугра.

Для почв ландшафта частично разрушенного бугра область минимального содержания гумуса приурочена к проходящему через участок водогону (открытому оросительному каналу), что объясняется нарушением поверхностного слоя при его закладке. В целом участок характеризуется нормальным содержанием гумуса, что является причиной использования их ранее в интенсивном сельскохозяйственном производстве, которое, в свою очередь, подразумевало внесение различных органических и минеральных удобрений.

Исследования гумусного состояния почв ландшафта не разрушенного бугра Бэра показали, что гумусообразование протекает под влиянием следующих факторов: положение в рельефе, гидрологические условия и растительность. Это дает основание предположить, что в почвах ландшафта не разрушенного бугра Бэра отсутствует антропогенное влияние на пространственное распределение гумуса, которое, в свою очередь, соответствует естественным условиям почвообразования. 4.5. Содержание легкорастворимых солей в почве Солевое состояние почвы является одним из основных экологических факторов на территории Астраханской области.

В ходе исследований была выявлена тенденция в пространственном распределении легкорастворимых солей (ЛРС) от разрушенного бугра Бэра в сторону орошаемых сельскохозяйственных полей, которая свидетельствует о наличии миграции солей в исследуемом ландшафте, явно вызванной антропогенным вмешательством в его естественное развитие (рис. 7). Миграция солей в направлении орошаемых чеков может привести к вторичному засолению территории и последующему выводу их из сельскохозяйственного оборота.

Рисунок 7. Пространственное распределение содержания легкорасгворимых солей в почвах близ разрушенного бугра Бэра по слою 0-5 см.

Наличие в ландшафте частично разрушенного бугра бывших оросительных каналов и магистрального дренажного канала создают условия горизонтально-бокового перераспределения солей между почвами данного объекта. Так же при анализе пространственного распределения солей в почвах ландшафта была выявлена тенденция к миграции ЛРС в восточном направлении от бугра Бэра к центральному дренажному каналу.

Для ландшафта не разрушенного бугра Бэра установлено, что наибольшие значения содержания ЛРС соответствуют слою 20-25 см и значительно варьируют в горизонтальном направлении в пределах одного почвенного слоя. Что связано с наличием на данной глубине солевого горизонта. А так же следует отметить, что пространственное распределение ЛРС и их миграция в почвах ландшафта характеризуется естественными факторами, такими как мезо- и микрорельеф территории, грунтовые воды, типовая принадлежность почв и их гранулометрический состав. Влияние антропогенного фактора на пространственное распределение ЛРС в ландшафте в результате проведенных исследований не установлено.

В результате проведенной оценки состояния почвенного покрова ландшафтов бугров Бэра с различной степенью антропогенного воздействия можно сделать вывод, что влажность устойчиво увеличивается с глубиной, однако в целом влажность мала, а для поверхностного слоя величины находятся на уровне гигроскопической V/. Наибольшие величины влажности характерны для почв ландшафта не . разрушенного бугра, что связано с относительно естественным гидрологическим режимом и поступлением полых вод в околобугровое пространство, атак же для почв ландшафта частично разрушенного бугра.

Так же было установлено, что величины плотности почвы ландшафта разрушенного бугра Бэра значительно выше, чем для почв других объектов. В целом величины плотности в 40-сантиметровом слое выше 1,5 г/см3, что свидетельствует о переуплотнении почвы. Наиболее плотными оказываются слои 10-15 и 20-25 см, здесь величины плотности почвы выше 1,7 г/см3.

Величины водопроницаемости напротив выше в пределах ландшафта разрушенного бугра Бэра. Это связано с фактическим уничтожением поверхностного гумусового слоя, в результате чего нижележащие слои более легкого гранулометрического состава оказываются на поверхности, водопроницаемость которых выше, чем для гумусовых горизонтов.

Что касается гумусового состояния почв исследуемых ландшафтов, то следует отметить аномально низкие значения содержания гумуса в почвах ландшафта разрушенного бугра Бэра, что связано с антропогенным уничтожением поверхностного гумусового слоя.

При изучении солевого состояния в почвах ландшафта разрушенного и частично разрушенного бугров выявлена тенденция устойчивой миграции ЛРС в направлении от разрушаемых бугров. Нет сомнения, что данная закономерность вызвана антропогенным вмешательством.

Данные результаты позволяют предположить, что сокращение площадей бэровских бугров способствует деградации почв окружающего ландшафта, меняет его структуру, что может способствовать интенсификации процессов опустынивания в регионе.

ГЛАВА V. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПОЧВ В БУГРОВЫХ ЛАНДШАФТАХ

В данной главе проведена сравнительная статистическая оценка особенностей пространственного распределения физических параметров (влажность, плотность и водопроницаемость) и содержания ЛРС в корнеобитаемом слое (0-25 см) почвенного покрова для ландшафтов бугров Бэра с различной степенью антропогенного воздействия (то есть различной степени нарушенное™ самого бугра).

По основным статистическим оценочным параметрам (среднее значение, медиана, стандартное отклонение и коэффициент вариации) для почвенных свойств различных типов ландшафтов были выявлены следующие различия. По влажности почвы ландшафта разрушенного бугра Бэра отличаются наибольшим отклонением случайной величины от среднего (4,29%), наибольшей ошибкой среднего значения (0,71%) и достаточно большим коэффициентом вариации (44,92%), что свидетельствует о значительном разбросе величин влажности по данному слою относительно средней величины и неоднородности его по влагосодержанию. По содержанию ЛРС высокими значениями среднего и медианы (1,34 и 1,10% соответственно) отличаются почвы ландшафта частично разрушенного бугра, что характеризует их, как наиболее засоленные. Действительно, почвы данного ландшафта подвержены вторичному засолению. По плотности почвы ландшафта разрушенного бугра Бэра заметно отличаются от почв других ландшафтов практически по всем статистическим показателям, за исключением интервала варьирования. Такие высокие значения статистических характеристик,

например, среднее значение и медиана равны 1,66 и 1,70 г/см3 соответственно, указывают на переуплотнение корнеобитаемого слоя почв данного ландшафта, а высокое значение коэффициента вариации и стандартного отклонения - на большую степень варьирования параметра как внутри корнеобитаемого слоя, так и в пространстве на исследуемой территории.

С использованием непараметрических статистик (техника Box&Whiskers Plot) показано, что по распределению значений исследуемых почвенных показателей от остальных ландшафтов отличается ландшафт разрушенного бугра Бэра (рис. 8), влажность почв которого характеризуется небольшим смещением 50%-ти интервала значений (25 -75%) в сторону наименьших, а медианы в сторону наибольших значений. Что свидетельствует о меньшей обеспеченности влагой корнеобитаемого слоя почв данного ландшафта, по сравнению с почвами других ландшафтов.

I i

Типы ландшафтов Слой №£ см

• МкШп

52Л-7« МЫЛ**

Типы ландшафтов

Слой (Мб см

I 12ЛУ76%

Тш ландшафтов Типы ландшафтов

Рисунок 8. Статистики распределения величин исследуемых параметров по кор не о битае мо му слою почв ландшафтов разной степени нарушенности (обозначения: 1-ландшафт разрушенного бугра Бэра; 2 - ландшафт частично разрушенного бугра Бэра; 3 - ландшафт не разрушенного бугра Бэра).

Почвы ландшафта разрушенного бугра Бэра отличаются высокими значениями, а так же наибольшим интервалом типичных величин плотности, который находится на равном удалении от максимума и минимума. Медиана смещена в сторону максимума, значение которого доходит практически до 1,96 г/см3. Все это свидетельствует, как было сказано ранее, о переуплотнении, значительной однородности и преобладании высоких значений в корнеобитаемом слое почв исследуемого ландшафта.

Результаты анализа на достоверность различий корнеобитаемых слоев почв ландшафтов по исследуемым параметрам представлены на рисунке 9, где красной линией по оси ординат показан уровень достоверности (А>0,05), а по оси абсцисс - сравниваемые типы ландшафтов.

Влажность почвы,'

050

0 45

р 040

с ? 0)5

* ОМ -

X 1» 0,25 •

* 0,20 ■

0.15 •

й. * 0.10 -

0.05 1

0,00 ■

Плотность почвы г/см куб

Ой |М

I 0.« !

; т

| 0.02 о

> 0,М

ом

Водопроницаемость почвы, см/ч

Тмы 1мдиф»

Содержание ЛРС, ^

0,06 • 005 —

; о.о!

• 002 о

» 0,01

Тмы шдшфтсь

Рисунок 9. Диаграммы достоверности различий почв по исследуемым параметрам между ландшафтами (обозначения: 1 - ландшафт разрушенного и частично разрушенного бугра Бэра; 2 - ландшафт разрушенного и не разрушенного бугра Бэра; 3 - ландшафт частично разрушенного и не разрушенного бугра Бэра)

Из диаграммы на рисунке 9 хорошо видно, что по содержанию влаги в 25-ти сантиметровом корнеобитаемом слое почв ландшафт разрушенного бугра Бэра достоверно отличается от двух других исследуемых нами ландшафтов, которые мевду собой не имеют достоверных различий по влагообеспеченности почв. Действительно, как было указано ранее, практически по всем статистическим показателям и характеру распределения величин влажности почв ландшафт разрушенного бугра Бэра имел значимые отличия от двух других ландшафтов. Что в свою очередь подтверждает высказывания, сделанные в предыдущей главе, о том, что практически полное разрушение бугров Бэра приводит к ухудшению влагообеспеченности ландшафта и негативно сказывается на пространственном распределении влаги на близлежащих территориях.

Достоверно различаются по плотности почвы ландшафта не разрушенного бугра с почвами двух других ландшафтов. Наиболее явное отличие имеют почвы ландшафта частично разрушенного и не разрушенного бугра. По результатам проведенных исследований, сделаем вывод, что почвы ландшафтов, подвергшихся антропогенному воздействию, отличаются значительной переуплотненностью и однородностью корнеобитаемого слоя. А так же по мере увеличения антропогенного воздействия на почвы бугрового ландшафта и, в конечном счете, уничтожение бугра приводит к увеличению плотности почвы и дальнейшей ее деградации.

Почвы всех трех исследуемых ландшафтов имеют достоверное различие по водопроницаемости корнеобитаемого слоя между собой. По мере увеличения антропогенного воздействия на бугровой ландшафт, возрастает опасность механического разрушения корнеобитаемого слоя почв, что в свою очередь приводит к увеличению неоднородности данного слоя по водопроницаемости, увеличению ее значений в пределах ландшафта, что пагубно отразится на его дальнейшем развитии.

Почвы ландшафтов по содержанию легкорастворимых солей в корнеобитаемых слоях имеют между собой достоверное различие. То есть почвы ландшафтов разрушенного, частично разрушенного и не разрушенного бугра достоверно различаются по солесодержанию.

Таким образом, проведенные выше сравнительные исследования по основным статистическим показателям и результатам анализов позволяют предположить, что антропогенное вмешательство в естественное развитие экосистем бугровых ландшафтов приводит к ухудшению водно-физической обстановки и засолению почв. Так же было установлено, что почвы исследуемых ландшафтов достоверно различаются по всем изученным физическим свойствам и солесодержанию, это позволяет предположить, что, в зависимости от степени антропогенного воздействия, в почвах ландшафта происходят необратимые изменения, значительно меняющие солевое и физическое состояние почв.

выводы

1. Разрушение бугров Бэра приводит к изменению структуры почвенного покрова и солевой обстановки в ландшафте.

2. Установлено, что при нарушении целостности бугров значительно возрастает пространственная вариабельность почвенных свойств, что приводит к формированию почвенных разностей, не свойственных для прилегающих ландшафтов ненарушенных бугров.

3. Установлено, что содержание органического вещества в почвах ландшафтов разрушенных бугров составляет менее 1%, при среднем содержании гумуса в почвах естественных ландшафтах - 4%.

4. Уничтожение бэровских бугров приводит к формированию почв с существенно новыми свойствами, унаследованными от подстилающей поверхности.

5. Почвы нарушенных бугровых ландшафтов значимо отличаются по влажности, водопроницаемости, плотности, содержанию гумуса и солевому состоянию.

6. Соли в естественных ландшафтах имеют тенденцию к накоплению вокруг бэровских бугров (бугор является центром аккумуляции), при нарушении и уничтожении бугров выявлена тенденция значительного пространственного распространения солей в околобугровых пространствах.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Стрелков С.П., Сорокин А.П. Влияние паводков на свойства почв пойменных лугов дельтовых биоценозов (на примере дельты Волги) / Мат. Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2005». Москва, 2005. - С. 112-113.

2. Стрелков С.П. К вопросу изучения режима влажности почв лугов среднего уровня волжской дельты / Мат. Международной конференции «Актуальные проблемы современных аграрных технологий». Астрахань, 2006.-С. 98-99.

3. Сорокин А.П., Стрелков С.П. Изучение пространственной вариабельности солевого состояния почв методами математической статистики / Мат. Четвертой Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы инновационного развития агропромышленного комплекса». Астрахань, 2009. С. 24 - 27.

4. Федотова A.B. Сорокин А.П., Стрелков С.П. Попова Е.А. Биосферная роль бугров Бэра в сохранении биоразнообразия дельты Волги / Мат международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Экокультура и фитобиотехнологии улучшения качества жизни на Каспии» Астрахань 7-10 декабря 2010г. С. 168-171.

5. Федотова A.B., Яковлева Л.В., Сорокин А.П., Перевалова A.C., Стрелков С.П., Кондрашин К.Г. Изучение влияния засоления почвы на ее

физическое состояние и рост сельскохозяйственных культур / Мат. международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Экокультура и фитобиотехнологии улучшения качества жизни на Каспии» Астрахань 7-10 декабря 2010г. С. 165-168.

6. Сорокин А.П., Стрелков С.П., Поволоцкая Е.В. Физические свойства вторично засоленных почв / Материалы международной научной конференции, посвященной 165-летию со дня рождения В.В. Докучаева «Ресурсный потенциал почв - основа продовольственной и экологической безопасности России». Типография издательства СПбГУ. Санкт-Петербург 1-4 марта 2011 г. С. 471-472.

7. Сорокин А.П., Стрелков С.П., Поволоцкая Е.В. Пространственное распределение влажности в почвах ландшафта разрушенного бугра Бэра / Мат. Седьмой Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы инновационного развития агропромышленного комплекса. Будущее АПК». Астрахань 26 - 27 апреля 2011 г. с. 146-148.

8. Сорокин А.П., Стрелков С.П., Рябкова Е.В. Сравнительная оценка солевого состояния почв в бугровых ландшафтах дельты Волги / Мат. Седьмой Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых «Аюуальные проблемы инновационного развития агропромышленного комплекса. Будущее АПК». Астрахань 26 - 27 апреля 2011 г. с. 149-152.

9. Стрелков С.П. Солевое состояние почв антропогенно нарушенного ландшафта бугра Бэра / Мат. XVIII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «ЛОМОНОСОВ -2011» Москва, 2011. Сер. Почвоведение.

10. Стрелков С.П., Сорокин А.П., Федотова A.B., Кондрашин К.Г. Сравнительный анализ состояния почвенного покрова антропогенно нарушенных ландшафтов бугров Бэра / «Естественные науки», журнал фундаментальных и прикладных исследований, Астраханский государственный университет. - №1 (34) 2011г. С. 6978.

Заказ № 2406. Тираж 100 экз. Уч.-изд. л. 1,5. Усл. печ. л. 1,4. Оттиражировано в издательском доме «Астраханский университет» 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 20 Тел. (8512) 48-53-47 (отдел маркетинга), 48-53-45 (магазин); тел. 48-53-44, тел./факс (8512) 48-53-46 E-mail: asupress@vandex.ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Стрелков, Сергей Петрович

Введение.

Глава I. Особенности формирования почвенного покрова дельты Волги.

1.1. Географическое положение.

1.2. Климат.

1.3. Геоморфологическое строение.

1.4. Гидрография и гидрология.

1.5. Основные типы почв дельты Волги.

Глава II. Некоторые сведения о буграх Бэра.

2.1. Общее описание и географическое распространение бугров Бэра

2.2. Строение бугров Бэра.

2.3. История изучения и теории происхождения бугров Бэра.

Глава III. Объекты и методы исследования.

3.1. Объекты исследования.

3.2. Методы исследования.

Глава IV. Оценка состояния почвенного покрова бугровых ландшафтов разной степени нарушенности.

4.1. Влажность почвы.

4.2. Плотность почвы.

4.3. Водопроницаемость почвы.

4.4. Содержание гумуса в почве.

4.5. Содержание легкорастворимых солей в почве.

Глава V. Сравнительная оценка состояния почв в бугровых ландшафтах.

5.1. Влажность почвы.

5.2. Плотность почвы.

5.5. Водопроницаемость почвы.

5.4. Содержание легкорастворимых солей.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Оценка влияния бугров Бэра на состояние почвенного покрова бугровых ландшафтов дельты Волги"

Актуальность исследования. Бугры Бэра — специфические, присущие только Прикаспийской низменности геоморфологические образования впервые были описаны в 1856 году К. Бэром. Большая часть бугров Бэра территориально расположена в пределах Астраханской области. Несмотря на значительное количество работ, посвященных бэровским буграм, все же во взгляде на их происхождение у исследователей нет единого мнения. Протекающие процессы почвообразования на буграх Бэра и околобугровых пространствах специфичны и присущи только этим геоморфологическим элементам.

В настоящее время бугровые ландшафты являются одними из самых уязвимых в экосистеме дельты Волги, чутко реагирующими на изменения окружающей среды. В последнее время их экологическая уязвимость интенсивно усугубляется антропогенным вмешательством. В Астраханской области наблюдается повсеместное механическое уничтожение и разрушение бугров. Околобугровые пространства неразрушенных бугров интенсивно используются в качестве сенокосов. Бурное развитие сельского хозяйства в 70-е годы XX века и интенсивные мелиоративные меры по улучшению качества почв и защиты от паводковых вод привели к обваловке большей части территории дельты Волги. Основными «компонентами» строительства валов явились бугры (точнее, материал, их слагающий). В настоящее время около 80% бугров Бэра в той или иной степени разрушены, при этом 40% уничтожены полностью. И процесс этот не останавливается. Для хозяйственной деятельности населения Астраханской области представляет интерес материал, слагающий бугры. Бугры Бэра служат источником глиняного сырья для кирпичного производства, широко используется при строительстве дорог, в личных подсобных хозяйствах населения. В результате этого бугры Бэра бесконтрольно разрушаются или полностью уничтожаются. При этом не учитываются особенности материала того или иного бугра, вследствие чего значительная часть почв бугров выбрасывается, так как непригодна для хозяйственного использования. Вполне вероятно, что полное уничтожение бугров приведет к глобальной перестройке геохимической обстановки на территории Астраханской области. Поэтому, на наш взгляд, проблема влияния бугров Бэра и их целостности на состояние почвенного покрова Астраханской области весьма актуальна.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- изучение показателей почвенного покрова (основные свойства, содержание гумуса, солевое состояние и особенности пространственного распределения солей);

- сравнительный анализ (в том числе методами математической статистики) состояния почвенного покрова ландшафтов бугров Бэра разной степени нарушенности.

Цель и задачи, заявленные в данном исследовании, являются новыми, полностью соответствуют мировому уровню, Результаты проекта внесут значительный вклад в теорию антропогенной эволюции почв и наземных экосистем.

Практическая значимость. Установленные изменения в структуре почвенного покрова в ландшафтах бугров Бэра разной степени нарушенности и трансформация при этом почвенных свойств являются основой для прогнозирования изменений на ландшафтном уровне почвенно-растительного покрова Астраханской области.

Результаты исследования поддержаны РФФИ проект № 09-04-97002-рповолжьеа, Министерством промышленности, транспорта и связи Астраханской области в рамках конкурса молодежных инновационных проектов и АВЦП № 2.1.1/4284, используются при чтении лекционных курсов «Почвы Астраханской области», «Математическая статистика в почвоведении», «Физика почв» в Астраханском государственном университете.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на международных и российских научных конференциях: Международные научные конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2005» и «Ломоносов - 2011», (Москва, 2005, 2011), Всероссийские IX Докучаевские молодежные чтения (Санкт-Петербург, 2006), Российская научная конференция студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные проблемы современных аграрных технологий» (Астрахань, 2006, 2007), Международная конференция «Экология в современном мире: взгляд научной молодежи» (Улан-Удэ, 2007), Всероссийская научная конференция студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы инновационного развития агропромышленного комплекса» (Астрахань, 2009, 2011), Международная конференция с элементами научной школы для молодежи «Экокультура и фитобиотехнологии улучшения качества жизни на Каспии» (Астрахань, 2010), Международная научная конференция, посвященная 165-летию со дня 7 рождения В.В. Докучаева «Ресурсный потенциал почв — основа продовольственной и экологической безопасности России» (Санкт-Петербург, 2011).

По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе одна статья в издании, входящим в перечень научных и научно-технических изданий, утвержденных ВАК России и рекомендуемых для публикации основных научных результатов кандидатских диссертаций.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов и списка литературы, включающего 122 наименования. Изложена на 151 странице машинописного текста, включает 29 рисунков и 4 таблицы.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Стрелков, Сергей Петрович

Выводы

Заключение

Результаты проведенного исследования показали, что состояние почв околобугровых пространств при различной степени нарушенности бугров Бэра отличается.

Наиболее значимые различия отмечены для влажности и плотности почв. При этом следует отметить, что в отношении влажности значимо друг от друга отличается влажность почвы ландшафта частично разрушенного, характеризующегося наибольшими варьированием величин в пространстве и средним значением.

По отношению к плотности почвы выделяется ландшафт разрушенного бугра Бэра, почвы которого характеризуются наибольшими средним значением

1,66 г/см"5) и коэффициентом вариации. При этом, отметим, что величина медианы превышает среднее значение и составляет 1,70 г/см , что подтверждает преобладание высоких величин плотности почвы.

Разрушение бугров, следствием которого является уничтожение поверхностных гумусосодержащих горизонтов, приводит к выходу на поверхность слоев более легкого гранулометрического состава, что и определяет наибольшую водопроницаемость (средняя величина 7,08 см/час) почв в ландшафте разрушенного бугра. Почвы естественного ландшафта характеризуются неудовлетворительной водопроницаемостью (менее 4 см/час).

Для распределения солей впервые выявлена закономерность пространственного распределения в зависимости от целостности бугра. Соли концентрируются в ландшафте около бугра целого, и, напротив, при разрушении бугра радиус скопления солей увеличивается, и соли распространяются на более широкие территории.

Установлено, что разрушение бугра приводит к почти полному уничтожению гумусового слоя, в результате чего содержание здесь гумуса практически равно 0. Должен пройти не один десяток лет для восстановления первоначального содержания органического вещества в подобных почвах.

Вопрос о принадлежности к какой либо квалификационной группе почвы, оказавшейся на поверхности после разрушения бугров остается открытым.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Стрелков, Сергей Петрович, Астрахань

1. Алексин, A.A. Некоторые результаты структурно-геоморфологических исследований в дельте Волги в связи с ее возможной нефтегазоносностью / A.A. Алексин, O.K. Леонтьев, Н.Н.Фотеева // «Вопр. Геогр.», № 52. - М.: Географгиз. - 1961.

2. Атлас Астраханской области. М., 1997.

3. Аристархова, Л.Б. Еще раз о происхождении и причинах локализации Бэровских бугров / Л.Б. Аристархова // Изв. АН СССР. Сер. геогр. - 1980. - № 4. - С. 67-73.

4. Байдин, С.С. Гидрология дельты Волги / С.С. Байдин, Ф.Н. Линберг, И.В. Самойлов // Л.: Гидрометеоиздат, 1956. 331 с.

5. Бармин, А.Н. География Астраханского края Текст. : уч. пособие / А.Н. Ушаков и др. Астрахань. : Издательский дом «Астраханский университет», 2007. С. 51-55.

6. Батурин, В.П. Введение в геологию дельты Волги / В.П. Батурин // Тр. ГОИН. Вып. 18(30). М. Изд-во АН СССР. 1951. С. 3-17.

7. Белевич, Е.Ф. О происхождении бугров Бэра / Е.Ф. Белевич. -Геоморфология. № 2. 1979. С. 57-68.

8. Белевич, Е.Ф. Районирование дельты Волги / Е.Ф. Белевич // Труды Астраханского заповедника. — Астрахань, 1963. — Вып.8. — 401 — 421 с.

9. Берг, С.Л. Объяснительная записка к литолого-морфологической карте дельты Волги / С.Л. Берг, Н.Г. Краснова // Тр. Гос. океанографии, инта, вып. № 18 (30). Л. - 1951.

10. Бесчетнова, Э.И. География Астраханского края Текст. : уч. пособие / А.Н. Ушаков и др. Астрахань : Издательский дом «Астраханский университет», 2007. С. 20 - 49.

11. Богатырев, А.И. Корни яблони (Село Осыпной Бугор) / А.И. Богатырёв // «Приволжская газета». 2010.

12. Богатырев, Л.Г. Почвоведение. Учеб, для ун-тов. В 2 ч. / Л.Г. Богатырев, В.Д. Васильевская, A.C. Владыченский // Под ред. В.А.Ковды, Б.Г. Розанова. Ч. 2 Типы почв, их география и использование. М. : Высш. шк. 1988. —368 с.

13. И.Богданов, A.A. Новые данные по стратиграфии плиоценовых и постплиоценовых отложений Нижнего Поволжья / A.A. Богданов // Бюлл. Моск. Об-ва испыт. прир., отд. Геол., Т. 11, № 4. 1933. - С. 349-362.

14. Болышев, H.H. Почвы / H.H. Болышев // Природа и сельское хозяйство Волго Ахтубинской долины и дельты Волги. - М.: Изд-во МГУ, 1962.-С. 57-117.

15. Большаков, А.Ф. Почвы и микрорельеф Каспийской низменности / Солонцы Заволжья // А.Ф. Большаков, В.М. Боровский. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1937.-С. 134-169.

16. Брицына, М.Л. О происхождении рельефа бэровских бугров низовьев Волги / М.Л. Брицына // Сб. Памяти акад. Л.С. Берга. М., Л.: Изд-во АН СССР, 1955. С. 320-330.

17. Брюшков, В.И. Западные подстепные ильмени / В.И. Брюшков // Тр. Гос. океанографич. ин-та, вып. № 18 (30). Л. - 1951.

18. Буторин, А. Дельта Волги потенциальный объект природного наследия / А. Буторин и др. - Институт географии РАН, 2008. — 39 с.

19. Бутылкина М.А. Закономерности пространственного варьирования физических свойств дерново-подзолистых почв на двучленных отложениях / М.А. Бутылкина, Б.В. Фаустова, М.В. Банников // Почвоведение. 2003. - № 8. - С. 948-957.

20. Быстрова, И.В. Природные особенности и оценка состояния ильменей западной ильменно-бугровой равнины / И.В. Быстрова, Г.З. Карабаева, О.Г. Карабаева // Естественные науки №2 (23) Издательский дом «Астраханский университет». 2008. - С. 7 - 11.

21. Бэр, K.M. Ученые записки о Каспийском море и его окрестностях / K.M. Бэр // Записки русского геогр. общ-ва. 1856. - Кн. XI.

22. Владимиров, Н.М. К вопросу о происхождении бэровских бугров междуречья Волги и Урала / Н.М. Владимиров. Изв. АН КазССР. Сер. геол., т. 121, № 16, 1953. С. 40-46.

23. Владыченский, С.А. Почвенно-мелиоративные исследования в Волго-Ахтубинской пойме (рукопись) / С.А. Владыченский. М., 1952. -415с.

24. Воробьева, JI.A. Лекции по химическому анализу почв / JI.A. Воробьева М.: Изд-во Моск. ун-та, 1978. - С.38-39.

25. Ганжара, Н.Ф. Почвоведение. Н.Ф. Ганжара. М.: Агроконсалт, 2001.-392 с.

26. Ганжара, Н.Ф. Практикум по почвоведению. / Н.Ф. Ганжара, Б.А. Борисов. М.: Агроконсалт, 2002. - 280 с.

27. Генетические типы и формы рельефа / Труды Прикаспийской экспедиции. М.: Изд-во МГУ, 1958. - С. 114-233.

28. Герасимов, И.П. Почвы Прикаспийской низменности. / И.П. Герасимов. // Герасимов И.П. Почвы СССР. М.-Л.: АН СССР, 1939. - Т.8. -277с.

29. Гмелин Самуил Г. Путешествие по России для исследования трех царств природы. Ч. 2. Спб. - 1777. - 362 с.

30. Голынец, Ф.Ф. Геологические исследования в Калмыцко-Сальских степях / Ф.Ф. Голынец // Тр. Нефт. Геолого-разв. ин-та, сер. Б., вып. 7, М.-Л. -1932. С. 1-45.

31. Градусов Б.П. Использование статистических методов в анализе гранулометрического состава текстурно-дифференцированных почв дляустановления их генезиса / Б.П. Градусов, A.C. Фрид, О.Б. Градусова // Почвоведение. 2002. - № 7. - С. 797-808.

32. Дмитриев Е.А. Закономерности пространственной неоднородности состава и свойств почв: автореф. дисс.докт.геог.наук. / Е.А. Дмитриев. М., 1983. - 52с.

33. Дмитриев, Е.А. Трудности и ошибки при использовании статистических методов в почвоведении / Е.А. Дмитриев // Почвоведение. -1990.-№ 10. -С.137-142

34. Дмитриев, Е.А. Математическая статистика в почвоведении: Учебник. М.: Изд-во МГУ, 1995. - 320 с.

35. Добровольский, Г.В. Проблемы изучения почв Прикаспийской низменности. / Г.В. Добровольский. // Почвоведение. 1986. - № 3. - С. 3137.

36. Добровольский, Г.В. Экологические функции почв. / Г.В. Добровольский, Никитин Е.Д. М.: Изд-во МГУ, 1986. - 136с.

37. Доскач, А.Г. Геоморфологические наблюдения в районе развития бугров Бэра / А.Г. Доскач // Тр. Ин-та географии АН СССР. Т. 43. Вып. 2. 1949. С. 19-32.

38. Дюшофур, Ф. Основы почвоведения: перевод с франц. / Ф. Дюшофур. М.: Изд-во «Прогресс», 1970. - 593 с.

39. Жиндарев, JI.A. Морфолитодинамика береговой зоны приустьевых областей и проблема происхождения бэровских бугров / JI.A. Жиндарев, Л.Г. Никифоров, Г.И. Рычагов // Вестник МГУ. Серия 5. Геогр. №1. 2001. С. 44 -52.

40. Жуков, М.М. К стратиграфии каспийских осадков Низового Поволжья / М.М. Жуков // Тр. Ком. по изуч. четв. периода АН СССР, т. 4, вып. 2. 1935 - С. 227-272.

41. Жуков, М.М. Плиоценовая и четвертичная история Прикаспийской впадины / М.М. Жуков // Сб. «Проблемы Зап. Казахстана. Т. 2. М. 1945. -150 с.

42. Зайдельман, Ф.Р. Мелиорация почв: Учебник. — 3-е изд., испр. и доп. М.: Изд-во МГУ, 2003. - С. 192-193.

43. Занозин, В.В. География Астраханского края Текст. : уч. пособие / А.Н. Ушаков и др. Астрахань : Издательский дом «Астраханский университет», 2007. С. 5 - 11.

44. Занозин, В.В. Геологическое строение и рельеф Текст. / А.Н. Бармин, Э.И. Бесчетнова, JI.M. Вознесенская и др. // География Астраханского края : учеб. пособие. Астрахань. : Издательский дом «Астраханский университет». - 2007. - С. 5 - 14.

45. Занозин, В.В. Ландшафтно-рекреационный анализ Астраханской области /В.В. Занозин. Астрахань. : Изд. дом «Астраханский университет», 2006. 223 с.

46. Занозин, В.В. Природа, прошлое и современность Астраханского края Текст. / В.Н. Пилипенко и др. ; сост.: A.A. Жилкин, А.П. Лунев, В.А. Пятин. Астрахань. : Издательский дом «Астраханский университет». -2008.-С. 26-39.

47. Захаров, Л.З. Бэровские бугры в дельтах рек каспийского бассейна / Л.З. Захаров // Природа. 1948.

48. Захаров, JI.3. Генезис, распространение и эволюция бэровских бугров / Л.З. Захаров // Изв. АНСССР. Геогр. № 2. 1975. - С. 64-70.

49. Иванова, Г.А. К вопросу о происхождении бэровских бугров / Г.А. Иванова // Тр. ин-та геогр. АН СССР. Т. 51. 1952. С. 277-391.

50. Карпачевский, Л.О. Засоление почв бугра бэра в дельте р. Волга // Карпачевский Л.О., Федотова A.B., Яковлева Л.В. // Почвоведение. №2. -2008.-С. 153 157.

51. Ковда, В.А. Основы учения о почвах. Том 2 / В.А. Ковда. — М.: Наука, 1973.-468 с.

52. Ковда, В.А. Почвы дельты Волги и их место в почвообразовании /

53. B.А. Ковда // Тр. Гос. океаногр. ин-та». Вып. 18/30 - 1951. - С.5-43.

54. Козловский, Ф.И. Почвенно-мелиоративные условия Волго-Ахтубы в связи с развитием и эволюцией поймы / Ф.И. Козловский, Э.А. Корнблюм // Почвоведение. 1963. №7. С. 73 — 83.

55. Краснова, Н.Г. Образование отложений дельты Волги / Н.Г. Краснова // Тр. Гос. океанографич. ин-та, вып. № 18 (30). Л. - 1951.

56. Красножон, Г.Ф. Исследования устьев рек, прибрежных зон и дна Северного Каспия с помощью дистанционных методов / Г.Ф. Красножон,

57. C.С. Семенов, И.Т. Суханова// Водные ресурсы, № 1. 1979. - С. 88-96.

58. Леонтьев, O.K. Происхождение и возраст бэровских бугров / O.K. Леонтьев, H.H. Фотеева // Изв. АН СССР. Сер. геогр. № 2. 1965. С. 90-97.

59. Летунов, П.А. Почвы Волго Ахтубинской поймы и дельты Волги / П.А. Летунов // Памяти академика Вильямса. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1992. -С. 433-481.

60. П.А. Православлев // «Проблемы Волго-Каспия», т. 2, Л., (АН СССР. Тр. ноябр. Сессии 1933 г.). 1934.

61. Православлев, П.А. Северо-западное побережье Каспия / П.А. Православлев // Изв. Центр. Гидрометиобюро. Вып. 8. 1929. С. 35-47.

62. Прасолова, Л.И. Россия / Л.И. Прасолова // Астраханский край. Почвы. -Пг : Гос. Изд-во, 1921.-Т. 12, гл. 5. -20 с.

63. Природа и сельское хозяйство Волго-Ахтубинской долины и дельты Волги. Изд-во МГУ, 1962. С.62-64.

64. Реймерс, Н.Ф. Словарь терминов и понятий, связанных с охраной живой природы / Н.Ф. Реймерс, A.B. Яблоков. М., 1982. - С. 40-41.

65. Русаков, Г.В. Динамика гидролого-геоморфологических процессов в устьевой области р. Волги при современном подъеме уровня Каспийского моря. / Г.В. Русаков, B.C. Рыбак, Л.Г. Синенко // Тр. КаспМНИЦ. Вып.1. -Астрахань, 1996. - С. 96 - 107.

66. Рыбак, B.C. Гидролого-геоморфологические процессы в низовьях дельты Волги и авандельты в условиях подъема уровня моря / B.C. Рыбак, Г.В. Русаков // Тез. докл. Межд. конф. "Каспий настоящее и будущее": -Астрахань, 1995. - С. 36 - 38.

67. Рычагов, Г.И. Бэровские бугры / Г.И. Рычагов //Тр. Прикаспийской экспедиции. М.: Изд-во Моск. ун-та. 1958. С. 190 - 223.

68. Савич, В.И. Варьирование свойств почв во времени и пространстве / В.И. Савич // Доклады ТСХА. 1971. - Вып. 162. - С. 111-115.

69. Самойлов, И.В. Устья рек. / И.В. Самойлов. М.: Географгиз, 1952.

70. Самсонова, В.П. Соотношения между статистическими характеристиками почвенных свойств / В.П. Самсонова // Почвоведение. -2002. № 6. - С. 705-709.

71. Свиточ A.A. Бэровские бугры загадка Северного Прикаспия / Свиточ A.A., Клювиткина Т.С. // Природа. №2. 2004. С.32 - 39.

72. Свиточ A.A. Бэровские бугры Нижнего Поволжья Текст.: монография / A.A. Свиточ, Т.С. Клювиткина. Москва: Тип-фия Россельхозакадемии, 2006. — 160 с.

73. Свиточ A.A. Микростроение отложений, формирующих бэровские бугры нижнего Поволжья / Свиточ A.A., Березнер О.С. // Литология и полезные ископаемые. № 6. 2007. С. 655-663.

74. Свиточ A.A. Новые данные по строению и текстуре бэровских бугров / А.А Свиточ, Т.С. Клювиткина // Доклады РАН, т. 395, № 4 2004. -с. 1 -6.

75. Свиточ, A.A. Бэровские бугры Нижнего Поволжья (Ст. 2. Происхождение Бэровских бугров) / A.A. Свиточ, Т.С. Клювиткина // Геоморфология. 2008. - № 1. - С. 72-87.

76. Свиточ, A.A. Строение бугровой толщи бэровских бугров Нижнего Поволжья / A.A. Свиточ, Т.С. Клювиткина // Геоморфология, № 1. 2005. - С. 67 - 82.

77. Седайкин, В.М. К вопросу о происхождении и возрасте бэровских бугров Нижнего Поволжья / В.М. Седайкин // Сб. Вопросы геоморфологии Поволжья. Вып. 1 (4). Саратов. 1977. С. 17-27.

78. Сладкопевцев, С.А. О происхождении бугров Бэра. / С.А. Сладкопевцев // Вестник МГУ Сер. 5. Геогр. №1. 1965. - С. 80 - 84.

79. Соколов, A.A. Гидрография СССР/ A.A. Соколов // Л.: Гидрометеоиздат, 1952. С. 56 — 57.

80. Сорокин, А.П. Особенности пространственной вариабельности почвенных свойств в ландшафтах дельты волги / А.П. Сорокин // автореф. дис. на соискание уч. ст. канд. биол. наук. Изд. Дом «Астраханский университет». - 2009. - 22с.

81. Танин, И.З. Сравнительный анализ химического состава и свойств бурых полупустынных почв прикаспийской низменности / И.З. Танин, Л.В. Яковлева // Вестник ОГУ №75, 2007. С. 340 342.

82. Теории и методы физики почв. Коллективная монография / Под ред. Е.В. Шеина и Л.О. Карпачевского. М.: «Гриф и К», 2007. - С. 571-599.

83. Федорович, Б.А. Происхождение «бэровских бугров» Прикаспия / Б.А. Федорович // Изв. АН СССР. Сер. геогр. и геофиз. №1. 1941. С. 95 -116.

84. Федотова A.B. Солевое состояние почв бугров бэра в западном и восточном районах дельты волги / Федотова A.B., Яковлева Л.В. // Вестник Томского государственного университета приложение №15. 2005. 64 66.

85. Федотова, A.B. Почвенный покров района западных подстепных ильменей / A.B. Федотова и др. // Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря. Астрахань. : Издательский дом «Астраханский университет», 2005. С. 111-112.

86. Ш.Федотова, A.B. Почвы Восточной части дельты Волги и района западных подстепных ильменей Текст.: монография / A.B. Федотова. -Астрахань: Изд. дом Астраханский университет, 2006, С. 6 - 33.

87. Федотова, A.B. Природа, прошлое и современность Астраханского края Текст. / В.Н. Пилипенко и др. ; сост.: A.A. Жилкин, А.П. Лунев, В.А. Пятин. Астрахань. : Издательский дом «Астраханский университет». — 2008.-С. 26-39.

88. Федотова, A.B. Физика почв: Лабораторный практикум. -Астрахань.: Изд-во АГУ, 2003.

89. Фридланд, В.М. Структура почвенного покрова / В.М. Фридланд. -М.: Мысль, 1972. 424с.

90. Щучкина, В.П. Географическое положение. Климат. Поверхностные и подземные воды Текст. / В.П. Щучкина и др. // Природа и история Астраханского края. Астрахань : Изд-во Астраханского педагогического института, 1996. - С. 7 - 48. ISBN 5-88200-213-3.

91. Эверсман, Э.А. Естественная история Оренбургского края. Ч. 1. -Оренбург. 1840.

92. Яковлева, Л.В. Распределение солей в комплексном почвенном покрове типичных ландшафтов дельты р. Волги / Л.В. Яковлева // автореф. дис. на соискание уч. ст. докт. биол. наук. — Изд. Дом «Астраханский университет». 2009. - 42с.

93. Яковлева, Л.В. Характеристика почвенного поглощающего комплекса почв дельты Волги / Л.В. Яковлева, A.B. Беднев // Ноосферные изменения в почвенном покрове. Владивосток.: Издательство Дальневосточного университета. 2007. С. 268 - 270.

94. Якубов, Т.Ф. Происхождение Бэровских бугров в Прикаспийской низменности / Т.Ф. Якубов // Тр. Ин-та географии АН СССР. Т. 51. 1952.

Информация о работе

Стрелков, Сергей Петрович
кандидата биологических наук
Астрахань, 2011
ВАК 03.02.13

Диссертация

Оценка влияния бугров Бэра на состояние почвенного покрова бугровых ландшафтов дельты Волги - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы