Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

АГРОЛЕСОМЕЛИОРАЦИЯ ПОЧВ ЮЖНОГО УРАЛА (НА ТЕРРИТОРИИ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ)

ВАК РФ 06.03.04, Агролесомелиорация и защитное лесоразведение, озеленение населенных пунктов

Автореферат диссертации по теме "АГРОЛЕСОМЕЛИОРАЦИЯ ПОЧВ ЮЖНОГО УРАЛА (НА ТЕРРИТОРИИ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ)"

я- з зоч£

На правах рукописи

Рудой Николай Михайлович

АГРОЛЕСОМЕЛИОРАЦИЯ ПОЧВ ЮЖНОГО УРАЛА

Специальность 06,03.04. -агролесомелиорация и защитное лесоразведение, озеленение населенных пунктов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

(на территории Челябинской области)

Волгоград - 2002

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте агролесомелиорации.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук профессор

Зыков Иван Григорьевич; доктор сельскохозяйственных наук Кретннин Вениамин Михайлович.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук доцент

Лобанов Михаил Петрович; кандидат сельскохозяйственных наук доцент Анопнн Владимир Николаевич.

Ведущая организация - Российское федеральное государственное

унитарное предприятие "РосНИИземпроект".

Защита охгт-'ггея 25 июля 200? г, с тясов на заседании диссертационного со??. . ; 006.007.0! юком научно-исследовательском икс -(тт^ ■ . лесок ■ 40СЮ62, г, Волгоград-

62, уЛ КрЬОНС ре":

С дис.р;~ научно-иссл- эват-

Автореферат разослан ¿.ч * , _____ -

"- улиотеке Всероссийского ; шорации.

Ученый секретарь

С? у

диссертационного совета л ' Петрова Л. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Острая проблема ухудшения природной среды,, нарушение функционирования, ее экосистем в результате истопщтелъного использования биологических ресурсов требует приведение в действие всех мероприятий, способных образовать защитный механизм, противодействующий разрушению природы. В сельскохозяйственном природопользовании остается актуальной и проблема снижения губительного проявления засух и суховеев, водной эрозии и дефляции почвы, ее дегумификации, засоления, загрязнения; переуплотнения и заболачивания, В агролесомелиоративном почвоведении под влиянием работ В.В. Докучаева, Г.Н. Высоцкого, A.A. Измаильского проблема мелиорации почв нашла решение в оценке морфологии и аккумуляции гумуса (Тумин Г.№, 1930), лесопригодности, мелиорации солонцов (Зсмляннцкий Л,Т,, 1954), водообеспечеююсги почв (Скородумов A.C., 1964) мелиорации почв и почвообразовательного процесса (Соловьев П.С., 1967). лесомелиорации каштановых почв (Ведюнина А.Ф., 1970), соле-устойчивости деревьев к кустарников (Мигунова Е.С., 1978) питания растений {Кретинин В.М., 1995) и др.

Агролесомелиорация почв в Челябинской области нуждается в изучении, так как лишь в единственной научной работе Н,С. Карпцова указано положительное влияние 12-лстннх чистых лесных культур березы, сосны, лиственницы на морфологию и свойства солонцов (Харитонов Г. А., Мочалкии Л.С., 1967).

Актуальными проблемами агролесомелиоративного почвоведения являются: изучение эродированных и дефлированных почв, лесопригодность почв, эколого-энерго-экономическая оценка агролесомелиорации почв и др. Все они очень ценны для н* ~ оизводства.

Цель н задачи исследовании, Целью работы явилось изучение роли защитных лесных насаждений в сохранении и повышении плодородия степных почв в малоизученном регионе Южного Урала. В связи с этим в задачу исследований входило решение следующих вопросов:

1) изучение состояния и проблем защитного лесоразведения в ре-июне Южного Урала;

2) изучение распространения и степени деградации эродированных и дефлированных почв Челябинской области как объекта агролесомелиорации;

3) группировка почв Челябинской области по лесопригодности;

4) предложения по ассортименту деревьев и кустарников для защитного лесоразведения;

5) определение влияния лесных паюс на изменение морфологических признаков, физических, физико-химических и химических свойств почв;

6) эколого-эиерго-экономическая оценка агролесомелиорации почв Челябинской области.

Объектом исследования являлись защитные лесные полосы, лесоме-лиорированые почвы в степной, лесостепной и горно-лесной зонах Южного Урала.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

- представлены аспекты защитного лесоразведения и агролесомелиорации почв на настоящий период и перспективу:

- изучено состояние защитных лесных насаждений на различных типах и подтипах почв;

- проведено почвенное картографирование Челябинской области и составлена карта эродированных почв и даны предложения по их агролесомелиорации;

- л;) ну группировка почв Челябинской области по лесо при годно стн. определены площади лесорасти тельных групп почв;

- определены параметры лесомелиорированных почв;

- дана эко лого-э иерго-эко но м ическая оценка агролесомелиорации почв Челябинской области на настоящий период и после выполнения 1-й очереди Федеральной программы агролесомелиоративных работ в России до 2015 года.

На защиту вносятся следующие положения:

1. Картографирование эродированных почв Челябинской области в М 1:200000.

2. Группировка лесопригодности почв горно-леской, лесостепной и степной зон Челябинской области

3. Эколого-энерго-экономическая оценка агролесомелиорации почв Челябинской области.

Практическая ценность работы заключается в следующем;

- дана критическая оценка состояния исследований по агролесомелиорации почв и сделаны предложения по их улучшению;

- по материалам картографирования эродированных почв предлагается увеличить площади создания сгокорегулирующих лесных полос и насаждений на коренных берегах рек в 1,5-2,5 раза (при сохранении общих объемов и темпов агролесомелиоративных работ по Федеральной программе в Челябинской области до 2015 года);

- предлагается для защитного лесоразведения в Челябинской области:

а) группировка почв по лесопригодности,

б) агролесомелиоративный фонд по группам лесопригодности сельскохозяйственных угодий,

в) ассортимент деревьев и кустарников;

- предлагается организовать:

а) мониторинговые наблюдения по многофункциональной роли защитных лесонасаждений,

б) четыре полевых агролесомелиоративных опытных стационара в горно-лесной зоне, северной и южной лесостепных подзонах и в степной зоне;

- для проектных, сельскохозяйственных и природоохранных организаций предлагаются эколого-энерго-экономические параметры агролесомелиорации почв для региона Южного Урала.

Личный вклад автора. Научные разработки, составляющие суть данной работы, выполнены лично автором и по его инициативе в райках заданий. Часть полевых и издательских работ выполнена совместно с доктором сельскохозяйственных наук В.М. Крегининым.

Реализация результатов исследований. Научные разработки использованы в составлении «Описания почв Челябинской області») (2000-2001 г,г.)> в подготовке к изданию «Кар™ эродированных и эрознонноопасных земель Челябинской области в М 1:200000, в подготовке рукописи книги «Почвы Челябинской области», в докладе АПК Челябинской области «Мероприятия по совершенствованию защитного лесоразведения в Челябинской области»,

А проба ти работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научно-техническом совете Главного управления сельского хозяйства Челябинской области, в Комитете по земельным ресурсам и землеустройству в управлении «Челябинсксельлсс».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных статей и одна рукопись. Из публикаций в соавторстве в диссертацию включены разработки, принадлежащие лично автору.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, заключения и предложений производству, 8 приложений. Она изложена

на 1 <53 страницах машинописи, содержит 37 таблиц, 1 рисунок. 16 фотографий, список литературы из (34 иаименованм!.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава посвящена обзору литературы по вопросу исследований и дано обоснование выбранного направления работ. Основы мелиоративного влияния защитных лесных насаждении на почвы заложены в научных трудах В.В. Докучаева, Г.Ф, Морозова, Г.Н, Высоцкого и др. Оки заключаются в изменении:

а) условий природной среды (ослабление скорости и турбулентности ветрового потока, улучшение микроклимата, накопление снежных отложений, уменьшение стока воды, смыва почвы н др.).

б) действие факторов почвооборазования, особенно основного биологического, вследствие замены степной растительности на лесную,

в) направленности и интенсивности почвообразовательного процесса.

Изложена библиография основных исследований в агролесомелиоративном почвоведении, в основном применительно к региону Южного Урала,

На основании обзора литературы определены цели и задачи исследований.

Во второй главе дастся характеристика объектов и методики исследований. Полезащитные агролесомелиоративные объекты располагались в основном в степной зоне, а в северных зонах он« представлены придорожными лесными полосами. Всего заложено 12 основных объектов, преимущественно на зональных типах почв, для картографирования эродированных почв - 76 ключевых объектов на различных сельскохозяйственных угодьях.

В исследованиях пользовались преимущественно сравнительно - историческим методом, основанным на сравнительном изучении почвы под лесонасаждением (Земляницкин Л.Т., 1938; Роде A.A., 1971). Контролем служили участки сельхозугодий, целины на расстоянии более 10 высот насаждений. Таксационные показатели в насаждениях определяли по сокращенной схеме (Анучин Н.П., 1971). Определение свойств, анализы почв выполняли согласно общепринятым руководствам (Аринушкина Е.В., 1970).

Изучение биотической и абиотической аккумуляции гумуса и био-флльных элементов в лесо м елиорирован ны х почвах на биогеоценотическом и геосистемном уровням проводили по методике ВНИАЛМИ (Кретинин В.М., 2000). Энергетическую оценку мелиорации почвы проводили расчетным методом по запасам энергии в гумусе («Методика оценки эффективности систем земледелия на биоэнергетической основе», 1989) и по затратам энергии на создание минеральных удобрений по Крамеру (1987) и экономическую оценку по Прейскуранту цен на минеральные и органические удобрения (2001),

В главе 3 рассмотрены природные условия Челябинской области. По агролесомелиоративному районированию вьшеляют Уральско-ЗападноСибирский лесостепной, Волго-Уральский степной и Южно-Уральский горный агролесомелиоративные районы.

Геологическое строение. Уральская горная страна переходит в плат-4юрменное образование - Сибирскую плиту. Восточная часть области сложена озерно-морскими отложениями. Геологическое строение чрезвычайно сложно, Минералогия и петрография пород многообразны, что не могло отразиться на' всех факторах почвообразования, на формирование почв, а в ряде случаев и на развитие процессов их деградации,

Геоморфология терр1ггории области отличается высоким разнообразием, меридианальной зональностью. Выделяют зоны: плоских слегка приподнятых возвышенностей Предурхчья, западных низких и высоких предго-

рий. осевую водораздельную, восточных предгорий, Зауральский пенеплен, Западно-Сибирской низменности. Большие перепады высотных отметок способствуют развитию водной эрозии почв, а на ветроударных и плоских равнинах и дефляции почв.

Гндрогсолого-мелиоративные условия. На территории Зауральской возвышенной равнины большую роль играют подземные воды эоцен - верхнемелового водоносного горизонта на глубине 5-20 м с минерализацией грунтовых вод 0,3-0,6 г/л гидрокарбонатно-кальциевого типа. В лесостепной зоне распространена верховодка на глинах неогена. На территории ЗападноСибирской низменности грунтовые воды имеют повышенную минерализацию до 5 г/л и по составу хлоридно-сульфатные кальциево-натриевые.

Климат, как фактор почвообразования, континентальный, определяющий высокую степень изменчивости обеспеченности почв ресурсами тепла и влаги. Средняя годовая температура воздуха 1,3°С, абсолютный минимум температуры -48°С. Средняя годовая сумма осадков 447 мм, испаряемость -587 мм.

Растительность. Челябинская область располагается на стыке трех природных растительных зон: горно-лесной, лесостепной, степной. Лесная растительность представлена темнохвойными, лиственными, колочными и боровыми лесами; степная растительность - разногравно-типчаково-ковылънымн и полынно-типчаковыми степями.

Почвоо^разующие породы весьма разнообразны. На скелетах элювиальных отложениях они в меньшей степени уязвимы водной эрозией, обладают высокой степенью водопроницаемости. Делювиальные отложения преимущественно тяжелого гранулометрического состава и при весеннем стоке, ливневых осадках, вероятно, подвержены водкой эрозии,

В главе,4 «состояние и проблемы защитного лесоразведения в челябинской области» показано распределение сельскохозяйственных и лес-

ны.\ угодий по агроклиматическим зонам и агролесомелиоративным районам области. На общей площади 8852,9 тыс. га сельскохозяйственные угодья занимают 57,9%, лесные земли 30,6%. Относительно высокая распахзнность сельхозугодий, особенно в лесостепной зоне 64,2%. Пастбища преобладают в степи и южной лесостепп, сенокосы в горно-лесной и северной лесостепной зонах.

Всех видов защитных лесонасаждений в области 11800 га, создающих общую защитную лесистость всего лишь 0,3%, что в 3,3 раза меньше, чем в Уральском экономическом районе, и в 5,7 раза, чем в целом по России (табл. 1).

Таблица 1

Защитная лесистость агролесомелиоративного фонда (1-1995 г., II-2015 г.)

Экономические районы и субъекты Федерации Защитная лесистость территории, %

Всего фонда в том числе

пашни других земель

I II I II I II

В целом по России 1,7 3,8 1.2 2.5 2,6 6Д

Уральский район 1,0 2,5 0,8 1,8 1,3 3,8

Челябинская область 0.3 0,6 0,4 0,9 - ОД

По Федеральной программе развития агролесомелиоративных работ в Челябинской области планируется создать еще 17200 га защитных насаждений до 2015 года, что недостаточно для создания оптимальной защищенности территории.

В главе 5 дается анализ состояния изученности деградации почв, отмечается недооценка проблемы борьбы с эрозией почв в регионе, предлагается агролесомелиоративные мероприятия, как наиболее доступные, экологичные и длительно действующие.

Проведено картографирование эродированных почв Челябинской области в М 1:200000. Деградированные водой и ветром почвы расположены преимущественно на пашне на полого-покатых и покатых уклонах южных экспозиций. Всего выделено пятьдесят видов контуров эродированных и дефлированных почв.

Из общей площади эродированных и дефлированных почв области 443883 га наиболее распространены слабоэродированные (48%), почвы эродированных комплексов (28%) и совместного проявления эрозии почв и дефляции (18%), но очень мало средне- и сильноэродированных почв (табл. 2).

Таблица 2

Площади эродированных и дефлированных почв Челябинской области

Деградированные почвы Плошадь, га

1 2

Эродированные, в том числе: слабо 213067

средне 25977

сильно 364

Итого: 239408

Совместного проявления эрозии и дефляции,

в том числе: слабоэродированные и слабодефлированные 66199

среднедефлированные и слабоэродированные 12280

Итого: 78479

Почвенные комплексы, в том числе с участием:

с лабоэродировая н ых 36509

среднеэродированных 54512

слабоэродированных и слабодфлированных 34975

Итого: 125996

Всего (вместе с комплексами): 443883

Всего (собственно эродированных и дефлированных) 378681

Характерной особенностью эродированных почв региона является их повышенная каменистость и щебенчатость, относительно небольшое

уменьшение содержания физической глины и мощности всех генетических горизонтов: в горно-лесной зоне на 1-17 см, в лесостепи на 7-35 см, в степи на 1-11 см, убыль гумуса в слое 0-20 см равна от 0,24 до 3,54%.

Эродированные и дефлированные почвы сельскохозяйственных угодий Южного Урала нуждаются в агролесомелиорации, что вызывает необходимость скорейшего совершенствования технологий защитного лесоразведения для местных условий и корректировки Федеральной программы развития агролесомелиоративных работ в Челябинской области.

В главе 6 предлагается группировка почв по лесопригодносги раздельно для горно-лесной, лесостепной и степной зон. В 1-ю группу почв, вполне удовлетворительных по лесорастительным условиям;, включали зональные типы и подтипы, не пол неразвитые, хорошо обеспеченные влагой, лишенные токсичных водорастворимых солей. В этой группе находятся и ин-трззональные: лугово -чернозем ные. .тутовые и аллювиальные, близкие по плодородию к зональным

2-я группа почв, удовлетворительных по лесорастительным условиям, отличается укороченностью профиля, каменистостью, щебенчатостью, эроди-рованностью и дефлнровзнностью, засолением, меньшей влагообеспеченно-стью и питательными элементами, 3-я группа, условно удовлетворительных почв по лесорастительным условиям включает малоплодородные почвы: не-полноразвнтые, сильнокаменистые, засоленные, песчаные, карбонатные, омергеленные почвенные комплексы с содержанием нелесопригодных почв до 25%. 4-я группа нелесопригодных почв отличается большой засоленностью, заболоченностью, нуждаемостью в предварительной коренной мелиорации.

Рассчитаны площади почв, различной лесопригодносги по основным сельскохозяйственным угодьям (табл. 3).

Таблица 3

Лес опр и годность основных сельскохозяйственных угодий Челябинской области

Группа лесопригодности почв Площадь угодий, га

пашни сенокосов пастбищ

I 452425 36499 68426

II 734299 290803 90253

III 143457 9055 26215

IV 105871 24897 90119

Итого по области 1436052 361254 275013

Предложен ассортимент деревьев и кустарников для защитного лесоразведения с )"четом лесопригодности почв.

В главе 7 дается лесоводственкая характеристика защитных насаждений, их мелиоративное влияние на почву. Хороший рост и состояние в чистых и смешанных насаждениях имеют тополь, береза лиственница и сосна (табл. 4). Вяз приземистый значительно уступает в росте березе повислой, вязу обыкновенному, поражается болезнями, страдает от облома обледенелых ветвей. Клен ясенелистный также низкорослый, засоряет и уплотняет лесные полосы. Не встречается в насаждениях смородина золотая, обладающая засухоустойчивостью и плодовитостью.

Под 18-52 - летними защитными лесонасаждениями формируются биогеоценотический горизонт лесной подстилки (АО) мощностью 0,5-5,0 см.

Вследствие активизации биологических процессов, накопления органических остатков, продуктов смыва и дефляции, и передвижения веществ по профилю почвы мощность гумусовых горизонтов А(АВ)+В| под лесонасаждениям в выщелоченных черноземах увеличилась в среднем на 1,7 см, в обыкновенных на 3-12 см, в южных на 2-3 см, а общая мощность

почвенного профиля, включая гор. ЕЬ. соответственно на 2-7. |-)9 п 6-25 см (табл. 5). Уменьшение почвенного профиля под првдорожнымн лесополосами связана с удалением грунта в кюветах.

Таблица 4

Характеристика лесных полос

№ разр еза Район; СХП Инд. почвы Состав, строение* Ширина м Воз, лет н, м Д: СМ Кон-стр. сост.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Полезащитные лесные полосы

204 Чебаркульс-ский; «Полюс-Боровое» Т-Т-Т-Т 12 30 19 16 ажур.; хор.

119 Красно армейский:« Лазурное» Т-Т-Т 9 50 27 19 прод,; хор.

171 Катав- Ивановский; «Кавское» Б-Б 6 45 14 25 прод.; неуд.

70 Чесменский; «Чесменское» ч° Б-Б-Б-Б 10 30 18 19 прод.; хор.

75 Наганбакскин; «Северное» Кл-Кл-Кя-Кл-Кл 10 50 6 13 плот.; неуд.

96 Троицкий; «Нижиесана рек» (1 в-в-в-в 12 45 9 12 плот.; неуд.

Придорожные лесные полосы

140 Сосповский; учхоз ЧГАУ 4е к-Б-Б-Б-С-к 16 20 12 10 ажур-; хор.

142 Тоже к-С-С-С-С-Кл-к 16 20 8 8 ажур.; хор.

138 Сосно веки й; «Муслюмов-ский» і« к-Т-Яс-Т-Кл-Кл-к-к 10 35 24 22 плот.; хор.

135 То же и Кл-Л.узк. 5 17 5 8 ажур,; неуд.

132 К)иашакскнй; «Куяшское» к-Т-Кл-к- к 9 25 27 25 плот.; хор.

201 Агргаяшский; «Кузнеикое» л-л-л-л-л 10 20 16 14 ажур: хор.

*Т - тополь бальза ми чески й, Б - береза повислая. С - сосна обыкновенная. Л -лиственница сибирская. Кл - клен ясенелистный, В - вяз приземистый, Л.узк. - лох узколистны», к - юра га на, ж - жимолость татарская.

Таблица 5

Влияние лесных полос на морфологию черноземов

разреза Лесная полоса Индекс почвы Мощность АО, см Изменение мощности горизонтов, см

А{А В) в, В2 А+В, +в2

1 2 і 3 4 5 6 7 8

Полезащитная лесная полоса

204 30-яет.тополевая 4і 2,0 +2 +5 - +7

119 5 0 - лет.топ о лева я 4,0 -2 +4 + 1 +5

171 45-лет,березовая 2.5 +3 - +1 +4

70 30-лет. березовая 4й 2.0 +2 +б +7 +19

75 50-лет.кленовая 3,5 +3 - -3 -

96 45-лет.вязовая 2,0 +5 -3 +3 +5

39 5 2-лет. березо вая ЦК) 4.0 -3 +5 +23 +25

36 18-лет. вязовая 0,5 +4 - +2 +6

П ридорожная лесная полоса

140 20-лет, березо вая ч» 2.0 +2 +1 - +3

142 20-лет, сос новая (( 5,0 +3 +1 +1 +5

138 3 5 - лет.то п о левая і£ 3,5 +2 +1 -1 +2

132 25-лет.топ о левая (( 4,5 - +1 +2 +3

129 23-лет. сосновая 3,0 -2 +1 -4 -5

201 20-лет. листвен. С 2,5 •2 - +1 -1

202 20-лет.березовая ¿4 1.5 -2 - +3 +1

В аккумулятивном горизонте лесомелиорированных почв отмечается увеличение мелких гранулометрических элементов размером менее 0,01 и 0,001 мм, новообразование которых вероятно, связано с накоплением гумусовых коллоидов и отложением продуктов смыва и дефляции почв.

С изменением поступления и превращения веществ влесомелиориро-ванных почвах изменяются их физнко-хим1[ческие и химические свойства. Ё элювиальном к иллювиальном горизонтах выщелоченных черноземов рН водной вытяжки уменьшилось на 0,02-0,63 (табл. 6).

Таблица 6

Влияние'лесных полос на изменение физико-химических и химиче-

ских свойств черноземов

Угодье № разреза Глубина, см рН Гидр, кис,, мг.эк в./ 100 г Емкость П0-ГЛОЩ. мг.экв /100 г Гумус, % Валовые, %

N Р К

I 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Черноземы выщелоченные

Лесополоса 204 0-20 6,70 2,74 27,20 4,79 0,40 0,13 0,60

Пашня 205 0-20 6,89 2,21 27,65 3,87 0,38 0,12 0,54

Лесополоса 171 0-20 6,11 6,38 48,36 9,05 0,93 0,17 0,33

30-40 6,01 6,81 34.32 5,15 0,47 0,11 0,28

Целина 172 0-20 7,35 1,40 49,60 7,90 0.89 0.12 0.35

30-40 6,39 4,71 30.01 3,08 0,38 0,08 0,34

Лесополоса 140 0-20 6,18 4,92 36,70 6,15 0,72 0,11 0,64

Лесополоса Пашня 142 0-20 6,61 3,33 37,15 5,28 0,50 0,10 0,60

141 0-20 6.82 2,74 30,81 5,01 0,47 0Д1 0,63

Лесополоса Пашюг 138 0-20 7,16 1,70 36,50 6,27 0,61 0,15 0,69

30-40 6,72 2,74 31,70 5,22 0,55 0.13 0,64

139 0-20 7,24 1,74 35,42 6.03 0,43 0,15 0.64

30-40 7,35 1,20 32,58 4.52 0.39 0.12 0,54

Лесополоса Пашня 132 0-20 6,37 5,14 45,16 11.0 0,74 0,17 0,81

133 0-20 6,39 4,71 43,54 9.68 0,68 0,14 0,71

Черноземы обыкновенные

Продолжение таблицы 6

1 2 3 4 5 б 7 8 9 10

Лесополоса Пашня 70 0-20 не определяли 28,60 6,88 0,28 0,10 0,19

30-40 и 56.86 4,22 0,24 0,10 0,15

71 0-20 >< •я 30,54 5,60 0Д6 0,11 0,14

30-40 44 1« 43.34 3,82 0,20 0,09 0,13

Лесополоса Пашня 75 0-20 и 58,01 5,63 0,35 0,06 0,11

30-40 " <0 52,01 4.46 0,27 0,03 0.10

74 0-20 56,34 5,34 0,28 0,03 0,11

30-40 к 37,40 3,07 0,19 0,03 0,08

Целина 76 0-20 не определяли 60,90 6,27 0,32 0,05 0,10

30-40 к <* 59,60 4,63 0,27 0,04 007

Че рноземы южные

Лесополоса Пашня 39 0-20 <4 52,80 5,41 0,57 0,06 0,10

25-31 57,20 4,61 0,53 0,05 0,10

40-50 СЬ - 2,40 0,40 0,04 0.09

70-80 к - 2,30 0,38 0,03 0.07

40 0-20 53,09 5,22 0,49 0.06 0,11

25-31 59,34 4,00 0.43 0,04 0,10

40-50 и С{ - 2,27 0.38 0,03 0,08

70-80 к к - 1,15 0.28 0.03 0,07

О накоплении кислых продуктов почвообразования свидетельствует и повышение гидролитической кислотности на 0,43-1,18 мг.эквЛОО г почвы. Изменение поглотительной способности выражено менее отчетливо.

Активно проявилась биоаккумулятивная функция защитных лесонасаждений. Так, в элювиальном горизонте А в слое 0-20 см выщелоченных черноземов содержание гумуса увеличилось на 0,24-1,29%, в обыкновенных на 0,29-1,28% и в южных черноземах на 0,19-0,20%, содержание валового азота, соответственно, на 0,02-0,25, 0,02-0,07 и 0,01-0,08%. Отмечалась положительная тенденция в увеличении валовых форм фос^юра и калия.

В главе 8 приведены материалы расчетов гиюшадей лесомелнорированных почв по четырем агроклиматическим зонам, запасы лесных подстилок, прибавок гумуса, биофильных элементов в энергетических и экономических показателях.

Эколого-энерго-экоиомкческая оценка агролесомелиорации почв Южного Урала ранее не проводилась, В настоящей работе она дана на период 1995-2015 г.г.

Площади лесомелнорированных почв в Челябинской области на 1995 год непосредственно под насаждениями составили 11,800 тыс. га и на защищаемых сельхозугодьях 42,397 тыс. га, а к 2015 году по окончанию Федеральной программы агролесомелиоративных работ (1995 г.) увеличится до 29,000 и 95,798 тыс. га (табл. 7). Они наибольшие в степной зоне.

Таблица 7

Площади лесомелнорированных земель Челябинской области, тыс. га (здесь и ниже числитель - 1995 г., знаменатель - 2015 г.)

Природная зона Площадь сель- Площадь почв Площадь почв

и подзона ' скохозяйст- под защитными под сельскохо-

венных угодий насаждениями зяйственным»

угодьями

1 2 3 4

1 2 3 4

Горно-лесная 252,9 0.103 0.309

0,256 1,024 ,

Северная лесо- 1203,5 0.328 1.312

степная 0,813 3,659

Южная лесо- 1401,7 1,969 7.876

степная 4,881 21.965

Степная 2268,2 9.400 32.900

23.050 69,150

Итого: 5126,3 11.800 42.397

29,000 95,798

Запасы лесных подстилок под лесонасаждениями в 1995 г. увеличивались с юга на север с 8.6 до 12.5 т/га. к 2015 г. будут увеличиваться с 7,6 до ] 1.5 т/га в связи с омоложением среднего возраста насаждений. Соответственно будет изменяться и содержание азота, фосфора и калия в них.

Определена аккумуляция гумуса и бкофильных элементов в лесоме-лнорированных почвах (табл. 8), Наибольшие прибавки веществ в почвах степной зоны, где активно проявляется дефляция почвы и относительно более высокий возраст лесонасаждений.

Таблица 8

Аккумуляция гумуса и биофильных элементов в лесомелиорированных почвах

Челябинской области

Природная зона, подзона Прибавка вещества в почве в слое 0-100 см, т/га

под лесонасаждениями под сельхозугодьями

гумуса N Р2О5 К20 гумуса N Р2О5 К:0

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Горнолесная б.48 7,06 0.339 0,353 0.065, 0,076 0,170 0.175 0,95 1,01 0.048 0,050 0.009 0,011 0.024 0,029

Северная лесостепная 20.55 18.28 1,028 0,920 0.381 0,326 0.865 0.805 5.89 5.38 0.294 0,268 0.131 0.122 1.076 0,990

Южная лесостепная 26,72 23,76 1,337 1,190 0,495 0,424 1.254 1,177 8.23 7,53 0,411 0,375 0.184 0,171 1,507 1,397

Степная 33.30 24,62 1,786 1,178 0.331 0,248 1,423 1,094 7.98 5,37 0,450 0,303 0J9S 0,159 1.665 1,076

Итого 31,61 24,14 1,677 1,165 0.357 0,278 Ш1 1,095 7.91 5,82 0.435 0,315 0.190 0,159 1.60$ 1,135

Аккумуляция гумуса и биофильных элементов в лесомелиорированных почвах под сельскохозяйственными угодьями в 4-7 раз слабее, чем под лесонасаждениями, но также довольно высокая. При этом следует учитывать, что площади таких земель в 3-5 раз больше, под лесонасаждениями,

и валовые прибавки веществ в них могут составлять основную долю в агро-ландшафте.

Основная додя (80%) в аккумуляции энергии лесомелиорированных почв принадлежит гумусу. Вторым по значению фактором плодородия почв является почвенный азот. Энергоемка и лесная подстилка (20-36 ГДж/га).

Рассчитан суммарный эффект энергонакопления в лесомелиорированных почвах биогеоценозов и геосистем (табл. 9). В лесозащитных и лесо-защищенных биогсоцеоназах он примерно равен и в сумме в агролесолавд-шафтах Челябинской области, то есть во всем агролесомелиоративном фонде, на всей площади сельскохозяйственных угодий равен 20,780 ТДж. на период 1995 г. и в 2015 году может быть равен 36,612 Тдж.

Таблица 9

Энергетическая эффективность лесомелиорированных почв Челябинской области

Природная Сум.. эффект энергонакопл. в почвах экосистем, ГДж/га

зона, подзо- лесозащитных лесоззщищенных агролесоданлщаф-

на тов

1 2 3 4

Горно- 216,653 25.910 0.120

лесная 227.087 27,995 0,343

Северная 607.365 171.836 0.358

лесостепная 542.254 156,998 0.844

Южная ле- 776.629 240.161 2.440

состепная 690,587 219,829 4,437

Степная 961.031 239.236 7.453

702.138 160,986 12.043

Итого: 913.875 235.760 4,053

691,364 172,888 7,142

Всего в 10,784 9,996 20.78(1

ТДж: 20.050 16.562 36.612

Суммарный экономический эффект от мелиорации почв в Челябинской области равен 1133,011 млн, руб. в 1995 г. и к 2015 г. повысится до 1980,544 млн. руб. (табл. 10).

Таблица 10

Суммарный экономический эффект от агролесомелиорации почв Челябинской

области

Природная Суммарный экономический эффект

зона, подзона Лесозащитный Лесозащитный Агролесоланд-

биогеоценоз агробиогеоценоз шафт

руб./га млн. руб./га млн. руб. млн. руб.

руб. руб. /га

Горно-лесная 9674 0.996 1187 0.367 5 1.363

10223 2,617 1292 1,323 16 3,940

Северная 29813 9.779 10346 13,574 12 23.353

лесостепная 26626 21.647 9483 34,698 47 56,345

Южная лесо- 38238 75,287 14473 113.9&9 135 189.276

степная 34056 166,227 13302 292,178 327 458,405

Степная 45268 425.519 15000 493.500 405 919.019

32815 756,386 10202 705,468 644 1461,854

Итого: 43349 511.581 14659 621.430 221, 1133.011

32646 946,877 10790 1033,667 386 1980.544

ВЫВОДЫ

1. В условиях возрастающего ухудшения природной среды, падения плодородия почв и нх продуктивности агромелиорация является одним из доступных экологичных и продолжительно действующих мероприятий в землепользовании.

2. В Челябинской области на обшей площади 8852,9 тыс. га сельскохозяйственные угодья занимают 57,9% и распаханность составляет 60,2%. Всех видов защитных лесонасаждений в области 11800 га, создающих общую

лесистость всего лишь 0,3%, что в 3,3 раза меньше, чем в Уральском экономическом районе, и 5,7 ра й. чем в целом по России.

3. По Федеральной программе развития агролесомелиоративных работ в Челябинской области планируется создать еще 17200 га защитных лесонасаждений до 2015 года. В защитном лесоразведении региона Южного Урала актуальны проблемы критической оценки размещения и создания насаждении, ассортимента деревьев и кустарников, исследований по агролесомелиорации почв и повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Неодоценено создание сгокорегулирующих лесных полос, облесение коренных берегов рек.

4. По данным полевого картографирования в М 1:200000 в 2000-2001 г.г. площади эродированных почв в Челябинской области равны 378,7 тыс. га, из которых 78,5 тыс. га совместного проявления водной и ветровой эрозии. Эти площади первоочередными нуждаются в агролесомелиоративном обустройстве.

5. Проведена группировка почв области по лесопригодностя. Площадь пашни вполне удовлетворительной лесопригодности почв (группа 1) равна 452,425 га, удовлетворительной (И) - 734299 га, условно удовлетворительной (III) - 143457 га, неудовлетворительной лесопригодности (IV) -105871 га и площадь пастбищ, соответственно 68426, 90253, 26215, 90119 га.

6. Предложен ассортимент деревьев и кустарников по группам лесопригодности почв. Отмечена особая перспективность в защитном лесоразведении лиственницы сибирской, смородины золотой, а на засоленных почвах со-леустойчивые местные формы березы,

7. В регионе Южного Урала слабо изучены эдафические и лесоводственные

условия выращивания деревьев и кустарников. Главные породы в лесных полосах береза повислая, тополь бальзмический, лиственница сибирская,

сосни обыкновенная успешно произрастают в чистых малорядных (2-4 рядов) полезащитных, стокорегулируюткх » придорожных лесных полосах лри шнрине междурядий 3 м и размещении в рядах 1,5-2,5 м.

8 В регионе Южного Урала слабо изучено влияние лесных насаждений на почву. Под 18-52-летними защитными насаждениями формируется био-геоценотический горизонт лесной подстилки, мощностью 0,5-5,0 см; мощность гор. А(АВ)+В1+Вг в выщелоченных черноземах увеличилась на 2-7 см, в обыкновенных на 1-19 см н в южных черноземах на 6-25 см.

9. В изменившихся условиях почвообразования произошло лодкисленне почвенного раствора (на 0,02-1,25 рН, увеличение) гидролитической кислотности, отчетливо выразившееся в выщелоченных черноземах (на 0,04-4,98 мг.эквУЮО г). Неотчетливо проявилось изменение поглотительной способности почв.

10. Эффективно проявилась биоаккумулятивная функция защитных лесонасаждений. Так, в элювиальном гор. А в слое 0-20 см выщелоченных черноземов содержание гумуса увеличилось на 0,24-1,29%, в обыкновенных на 0,29-1,28% ив южных черноземах на 0,19-0,20%, содержание валового азопш на 0,02-0,25, 0,02-0,07 и 0,01-0,08%. Отмечалась положительная тенденция в увеличении валовых форм фосфора и калия.

10. Рассчитаны площади лесомелиорированиых почв в результате биологической и абиотической аккумуляции гумуса и биофнльных элементов. Общие площади этих почв в Челябинской области равны 54,197 тыс. га на период 1995 г. и к 2015 г. увеличатся до 124,798 га.

12. Рассчитаны средние запасы лесных подстилок под насаждениями, которые увеличиваются от степной к горно-лесной зоне с 8 до 12,5 т/га. В лесных подстилках содержится в среднем 99,7 кг/га азота, 20,6 кг/га фосфора и 54,0 кг/га калия.

13. Под лесонасаждениями в Челябинской области в 1995 г. средняя прибавка

гумуса в почвах в слое 0-100 см равна 31,61 т/га и под лесозащитными агроценозами 7,91 т/га. В 2015 г, она понизится в связи с омоложением насаждений, соответственно до 24,14 и 5,82 т/га.

14. Энергетическая эффективность лесомелиорированных почв Челябинской области в 1995 г. равна 20,780 ТДж и 2015 г. может повыситься до 36,612 ТДж

15. Суммарный экономический эффект от агролесомелиорации почв Челябинской области в 1995 г, равна 1133,011 млн. руб. и может возрасти до 1980,544 млн. руб.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В борьбе с деградацией почв и для повышения плодородия и продуктивности земель агролесомелиорация является одной из самых доступных, экологичных и длительно действующих,

2. При сохранении общих объемов и темпов агролесомелиоративных работ по Федеральной программе в области до 2015 г. увеличить площади создания стокорегулнрующих лесных полос и насаждений на коренных берегах рек в 1,5-2,5 раза.

3. Для защитного лесоразведения в Челябинской области предложены:

а) группировка почв по лесопригодности;

б) агролесомелиоративный фонд по группам лесопригодности сельскохозяйственных угодий;

в) ассортимент деревьев и кустарников.

4. Для совершенствования технологий создания защитных лесонасаждений, мониторинга наблюдений многофункциональной роли лесонасаждений организовать четыре полевых агролесомелиоративных опытных стациона-

ра в горно-лесной зоне, северной н южной лесостепных подзонах и в стенной зоне.

5, Для проектных, сельскохозяйственных и природоохранных организаций предлагаются эколого-энерго-экономические параметры агролесомелиорации почв для региона Южного Урала,

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Аспекты защитного лесоразведения и исследований агролесомелиорации почв в Челябинской области на предстоящий период //Земельный вестник России, -2001 -№3(7). - с.53-57 (соавт. В,М. Кретинин).

2. Эрозионные процессы в Прикаспии и зашита земельных угодий от них //Агролесомелиорация; проблемы, пути их решения, перспективы. - Волгоград. ВНИАЛМИ, 2001. -с. 160-161 (соавт. И.Г. Зыков, Ю.И. Зыков).

3. Описание почв Челябинской области, - Челябинск, 2001, Рукопись. - 92 с (соавт. И.Г. Зыков, В.М. Кретинин, А.П. Козаченко, O.P. Камеристова).

4. Влияние защитных лесных насаждений на изменение свойств почв Южного Урала //Земельный вестник России. - 2002 (соавт. В.М, Кретинин).

5. Группировка почв Челябинской области по лесопрнгодности//Повышенне устойчивости и долговечности защитных лесных насаждений в Сибири. -РАСХН, Сиб. отд. НИИ аграрных проблем Хакассии. - Новосибирск, 2002. -С. 39-45

6. Эколого-энерго-экономическая оценка агролесомелиорации почв Челябинской области// Повышение устойчивости и долговечности защитных лесных насаждений в Сибири. -РПСХН, Сиб. отд. НИИ аграрных проблем Хакассии. - Новосибирск, 2002. - С. 45-50.

ЛР ЛЬ 040933 от 29.12.98. Подписано в печать 19,06.2002. Заказ 8, Тираж 100. Печат. лист 1. 400062, г. Волгоград-62, ул, Краснопресненская, 39. Печатно-множительный участок ВНИАЛМИ.