Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Деградация и пути восстановления почв пастбищных угодий Терско-Кумской низменности

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Деградация и пути восстановления почв пастбищных угодий Терско-Кумской низменности"

од

На правах рукописи

УСНАНОВ Раджйб Закмлэфендневич

ДЕГРАДАЦИЯ И ПУТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОЧВ ПАСТБИЩНЫХ УГОДИЙ ТЕГСЮ-КУЫСКОЙ НИЗМЕНЯСГН

(00.01.03 - агропочвоведанив)

Автореферат

Емссертащт на соксмакпэ ученой стспэям кандидата сельскохозяйственных ваук

Москва - 1воб

Работа вжюлш'На п лаборатории Оиопродуктииности ландшафтов Прикаспийского института биологических ресурсов Дагестанского научного центра Российской Академии Наук.

Няучиий руководитель -

доктор биологических наук, профессор

Валибенов а.Г.

Ойкдааяыыю оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, Профессор

доктор биологических наук, профессор.

Дурманов Д.Н.

Залетаев В. С.

Ведущая организация - Прикаспийский НИИ аридного земледелия.

в Российском университете дружбы народов по адресу: 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 8, корп. 2, вал 2.

С диссертацией можно ознакомиться о научной библиотеке Рос сийского унирерситета дружбы народов по адресу: 117198, Москва, уд. Миклухо-Маклая, д. б.

в 16 часов на заседании диссертационноп

Защита диссерт.щии состоится "

•Л»

Г 1996 Г. К053.22Л8

•о совета

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук доцент

В.М.МАЛОФЕЕВ

ОВЩЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исслпдшштй. Прикаспийский регион и ого почвенный покрои имеют паяное биосферное, народнохозяйственное и социальное значение. Однако экологическая и социально-экономическая роль Прикаспия недооценивалась, что во многом предопределило нерациональное использование его ресурсов и широкомасштабную деградацию ландшафтов. Это выразилось в прогрессирующем антропогенном опустынивании. В настоящее время признается, что Прикаспий является деградирующим регионом биосферы вследствие утраты и ослабло-ния своих естественных экологических функций почвенным покровом, прогрессирующего вторичного засоления, ощелачивания и загрязнения почв, возрастающего преобладания литогенных процессов над галогенными, сучественно.'о ухудшения медико-санитарных показателей среда обитания человека, исчезновения приемлимых условий для поддержания и развития традиционных форм хозяйствования.

Цель н задачи исслодоианий. Цель работа: выявление маситабоз и форм техногенных нарушений почвенного покрова и экспериментальное обоснование мероприятий, направленных на восстановление его природного потенциала в условиях Терско-Кумского меядуречья.

Для достижения этой цели нами реиались следующие задачи: • 1).Инвентаризация всех категорий техногенных нарушений почвенного покрова и выявление их отрицательных эффектов на сопредельные с ними ландшафты и природно-территориальное комплексы. 2). Поиск и апробация технологически простых и экономически оправданных мер, направленных на стабилизацию экологической ситуации. 3). Установление величин пастбищных нагрузок, допустимых в данной природной , зоне и не подавляющих функций природных процессов, способствующих восстановлению почленного покрова на разрушенных землях Терско-/ Кумского меядуречья. Учитывая главенствующую роль в экономике и' экологии региона пастбищного аивотноводства, этой задаче уделялось основное внимание.

Реоение поставленных задач основывалось на материалах рекогносцировочных, полевых обследовательских, олытно-эксперименталь- . кыь и лабораторных химико-аналитических исследованиях по плановым тематикам Прикаспийского института биологических ресурсов Дагестанского научного центра Российской Академии Наук.

Фактические материалы, излоаенН^е в диссертац) I. являются . частью научно-исследовательских работ Прикаспийского института биологических ресурсов, реализуемых по задания отделения "ОбцеЯ биологии" РАН в рамках программ "Рациональное природопользование России" и "Экологическая безопасность России".

Научная новизна. Ка основании анализа и обобщениг фондовых и опубликованных материалов Роскомзема, Росгидромета, Госкомстата и научных учреждений Прикаспийского региона сделана оценка современного состояния земельного фонда Северо-Западного Прикаспия. Натурные экспедиционные и рекогносцировочные обследования землепользования типовых, хозяйств региона позволили получить фактический материал по темпам и причинам деградационных процессов. На основании постоянно действующего контроля за состоянием растительного и почвенного покрова на тестовых полигонах всесторонне изучены общие закономерности функционирования пастбищной растительности и условий возобновления почвенного покрова на техноген-но-нарушенных землях. Проанализирована роль доминантных и содоми-нантных растительных ассоциаций в сохранении зазнравновесного состояния пастбищных угодий. Показано, что оптимальной нормой нагрузки на пастбища Северо-Западного Прикаспия, расположенные на супесчаных и легко- и срсднесуглинистых почвах, является содержание двух овец на га. Техногенно- нарушенные земли при регулируемом реаиме пастьбы в состоянии возобновлять биологическую продуктивность дгие при содержании четырех овец на га.

, Практическое значении. На основании материалов по апробации нормированных пастбищных нагрузок сформулировано требование по системе экологических ограничений тохногенеза в .виде дифференцированных нормативов по предельно допустимому поголовье овец на единицу площади пастбища.

Реализация рвзультатов иссл> дований. В 1994 году на 3 тыс. га деградированных земель Терско-Кумского м&адуречья созданы пастбища с регулируемым режимом выпаса с целью производственого испытания и проведения широкой:экологической экспертизы. Предварительные результаты, полученные в 1995 году, свидетельствуют об увеличении производительности пастбищ. В зависимости от предсест-вующей регулируемому режиму степени деградации земель аспекты, растительных ассоциаций возобновляют зональные' черты, а урожайность кормов увстичивается от 1ВЖ до 120Ж По сравнении с пастби-цаыи с нерегулируемым режимом пастьбы скота.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на ежегодных заседаниях лаборатории биопродуктивности, ландшафтов (1950-1995 г. г. ). ученых советов ■ Прикаспийского института биологических исследовании ДНЦ РАН'(1890-1995 г.г. ^, на ежегодных конференциях общества охраш- природа (1932-1995 г.г.). Международной конференции почвоведов (1991 г.), Международном ако/ггическом конгрессе (1995 г.). 2-ом съезде почвоведов России (1996 г. ).

Обгеи 'работы. Диссертация изложена на__страницах машинописного текста, включает введение, 5 глав, заключение, рекоменда-

ции и выводы. О диссертации 28 таблиц и 3 рисунка. Список литературы содержит_наименований, из них__на русском язык..

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФНЧЕСШ УСЛОВИЙ ТЕРСКО-ШСКОГО МЕЯДУРЕЧЬЯ.

По климатическому районированию Терско-Кумское междуречье относится к континентальной области уморенного noi.ee. По радиационному режиму она близка к полупустыне, среднегодовое количество атмосферных осадков но превышает 240-260 мм, 65-80% которых выпадает в теплый период года. Средняя годовая разность осадков и испаряемости изменяется от -100 мм до -700 мм, чем и обусловливается полупустынный и пустынный характер растительности, характеризующейся низкой и очень низкой продуктивностью.

Характерной чертой почвенного покрова является широкое распространение почвенных комплексов и сочетаний. В структуре почвенного покрова водораздет-чых поверхностей основными компонентами являются светло-каштановые почвы различной степени засоления и солонцеватости супесчаного, легко-, „редне- и тянелосуглинистого состава.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Объект иссдодованил. Фактической основой для написания диссертации послужили материалы:

1) рекогносцировочного обследования наиболее напряженных центров пастбищного животноводства Северо-Западного Прикаспия, расположенных в Дагестане, Калмыкии и Астрахаской области; .

2) полевых опытно-экспериментальных исследований на тестовых полигонах Терско-Кумского междуречья (Кочубейский стационар);

3) химико-аналитических исследований растительных и почвенных образцов.

Экспериментальный полигон общей площадью 61,8 га был заложен о 1990г. на контурах светло-каштановых солонцеватых и светло-кап-тановых солончаковых почв, куда входили техногенно-нарушенные и биологически продуктивные их ареалы. Ь структуре комплексного почвенного покрова светло-каштановые почвы занимают домчнирующее полокение. Территория расположена на 4-6 м выше уровня моря.

Для изучения влияния пастбищных нагрузок экспериментальный полигон разбивался на несколько субобъектов, площадью от 5 до 20 га. На каядом субучастке содержалось по 20 голов.овец с охватом вариантов пастбищной нагрузки от одной до четырех условных овец на один гектар пастбища (табл.1). Режим экспериментальных исследований охарактеризован в табл.2.

Методика исследований. В полевой и аналитической работе были использованы общепринятые в практике исследований методы анализа почв и растений.

Оценку динамики состояния пастбищ юго-востока ЕЧ России про-

Таблица 1.

Размеры опытных участков и пастбищная нагрузка

Варианты ■г............ - 1 - 1 Нагрузка (коли-1 честпо на гек- 1 тар пастбища) | ■ —-............. 1 Площадь эксперимсн-1 тарных полигонов. 1 га 1 > ........ —т 1 Удельная площадь 1 1 пастбища, га (пло-1 |щадь, обслужиоаю- 1 1 цая одну овцу I | |

1 1 20 1 1

г 2 10 0.5 1

3 3 6,8 0.33 1

4 4 5 0.25 I

5 Контроль» 10 0,25 1

• Ненормированный оыпас

Таблица 2.

Сроки выпаса опец в осснно-энмно-весснниие солоны 1990-1993 г.г. на Кочубсйском экспериментальном полигоне.

Годы, месяцы

Общая продолжительность выпаса овец по месяцам

выпаса X XI XII I II III IV V Итого

1. 1990-1991: 3 28 27 27 21 28 30 7 162

с 29/X по В/Ч

2. 1991-1992: - 24 29 24 9 26 30 10 152

С 7/Х по И/У

3. 1992-1993 - 19 26 26 19 29 25 - 146

с 8/ХI по 26/1У

водили на основании анализа геоботаничсских карт 1926, 1954, 1990 годов. Динамику удельной численности поголовья овец оценивали на основании анализа фондовых и опубликованных статистических материалов. Тестовые полигоны для исследования рехиыа пастбищной нагрузки закладывались на территории, обеспеченной разнообразными специализированными картографическими материалами

Морфология почв изучалась в полевых условиях с глубоких разрезах. Целевым исследованиям предшествовало установление пространственной однородности почвенного покрова тестовых полигонов по значимым показателям соответствующего таксономического уровня. Для оценки степени выравненное™ почвенного покрова на каадом тестовом полигоне о целом и в соотнесении с вариантами эксперимента в 20 точках, равномерно распределенных в пространстве, отбирались образцы по слоям: 0-5, 5-10. 10-20, и т.д. до глубины 150-200 см. Изъятие почвенных образцов проводили при помощи специальных

ящиков различных форм и размеров с предварительным окапыоанисм почвенных столбов (с разделением на почвенные горизонты в полевых и лабораторных условиях). При исследовании пористости почвенных агрегатов использовался общепринятый гиростатичсский метод (Воронин. Берсзин. 1987).

Наземную Фитомассу определяли методом учетных площадок п 10-кратной пооторности. Учет корневой массы проводился методом монолитов в 8-кратной повторности.

Анализы выполнялись в специализированных лабораториях Прикаспийского института биологических ресурсов ДНЦ РАН. Полевые и лабораторные химико-аналитические исследования проведены автором с 1990 по 1995 г. г.

Э. МАСШТАБЫ ТЕХНОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ПОЧВЕННЫЙ И РАСТИТЕЛЫ.ЛЙ ПОКРОВ ТЕРСК0-КУМСК0Г0 МЕЖДУРЕЧЬЯ.

■ Герско-Кумекая низменность занимает площадь 1.5 млн га и играет важную роль в экономике, страны. Здесь сосредоточено свыше 60% пастбищ, на которых зимуют более'1.3 млн голов мелкого и крупного рогатого скота большинства хозяйств Дагестана, а также хозяйстп сопредельных районов. На территории региона проходят дороги Федерального, республиканского, местного и внутрихозяйствен- • ного значения, составляющие основу тсхногенно-нарушенных земель, площадь которых в 1980 голу составила 5040 га.

Полученные нпми данные показывают, как из года в год происходит увеличение площадей, занятых под техногенными объектами. В частности, за 13 лет с 1980 г. по 1993 г. техногенно-наруюенная площадь возросла на 837 га.

Определение категорий техногенных нарушений земель и общей , площади земель с техногенно-нарушенным растительным и почвенным покровом дало возможность установить соотношение земель с биоло-' -гичсски продуктивным и техногенно-нарушенным почвенно-раститель-' ным покровом (табл.3).

Изучение состояния растительного покрова, причин и следствий пастбищной дигрессии, характерных стадий сукцессий фитоценозов позволило установить, что прогрессирующее увеличение ТИП является. следствием ненормированного выпаса овец.

4. ВЛИЯНИЕ ПАСТБИЩНЫХ НАГРУЗОК НА ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ.

Проявление антропогенных процессов опустынивания Терс-ко-Кумской низменности возникает, как правило, из-за высоких пастбищной и техногенной нагрузок. Бессистемная, не регламентированная пастьба овец, прокладка автодорог, строительство кошар, загонов, привели к_деградации растительного покрова, снижению хозяйственной продуктивности, обеднению видового состава растений, увеличению ареалов техногенного покрова и уменьшению функциониру-

Таблица 3.

Изменение структуры земельных угод ¡й Терско-Ку.иской низменности (га) за последние 15 лет.

Категории земель, ых угодий I 1979 г. I 1993 г.

I-,---1-

I Общая На душу I Общая На душу Iплощадь населения!площадь населения

____I--1-:_

Общая площадь земли в гра-

ницах Терско-Кумской низ-

Мг;ННОСТИ 1519253 19,9 1519253 • 17.4

Водная поверхность 62811 0,81 76504 0.9

Территория,занятая сушей 1456442 19,2 1*12749 16,6

Биологически продуктивная

часть земель 1236745 16,2 1103947 12.7

Пашня 100139 1,3 99140 1.1

Сенокосы 16790 0,2 17200 0.2

Пастбища 1092070 14,3 967849 И.1

Леса и кустарники 18395 0,3 18380 . 0.3

Многолетние насаждения 9450. 0.1 137В 0,01

Биологически непродуктив- •

ная часть земель 257515 3,4 397459 4.6

Техногенный покров

и"цустрии 199654 2.6 285450 3,3

Техногенный покров агрозоо-

технического обслуживания 57861 0,8 112009 1,3

щей, части почвенного покрова.

Наши исследования выявили, что растительный покров пастбищных угодий тестового полигона преде.авлен более чем .40 видами. Усиленный выпас скота приводит к резкому сокращению числа видов на единицу площади, изменению структуры и обеднению флористического состава сообществ. При нагрузке выше сродней (более трех овец на гектар) значительно уменьшается высота травостоя, существенно снижается фитомасса (табл.4), выбывают более.ценные в кормовом отношении виды растений.

В динамике фитомассы но всем экспериментальным вариантам наблюдается прямая зависимость изменений объемов надземной и подземной фи эмассы от величины пр'ггбищных нагрузок. Подземная фитомасса функционирующей части почв, представленная эфемерово-полын-но-петросимониевой ассоциацией, значительно преобладает над надземной. В варианте с нормой выпаса 1 овца/га надземная фитомасса составляла 5.8*7 т/га, а подземная достигала почти 20 т/га.

Таблица 4.

Динамика надземной Фитомассы (т/га) на пастбищных угодь..х в 1991-1993 г.г. в зависимости от плотности поголовья осец.

-1----1

Поголовье I Биологически продуктивные Техногенно-нарушенные I овец, I почвы почвы • I

голов/га I--1

I 1991 1992 1993 1991 1992 1993 I

Светлокаштановые солонцеватые почвы

1 5.87 5,99 6.00 0, 35 9,08 7,25

2 5,38 5, 64 5.30 0, 37 10,01 8,10

3 5.47 5.21 5,17 0.11 8,95 6,50

4 5, 65 5.41 5,11 0. 38 4,47 4,15

Контроль* 5.61 5, 39 5.03 0, 46 0, 39 0.19

Светло- ■каштановые солончаковатые почвы

1 2,04 2, 82 2,85 0,12 6,17 5,40

2 2,87 3,02 3,07 0.31 5.97 ■ 5,18

3 2,33 2, 25 2,18 0, 42 4,83 5,05

4 2.25 2.18 1,99 0. 37 2.89 2,21

Контроль* 3/11 2, 93 2,54 0, 56 0,51 0,43.

» Ненормированный выпас

Динамика накопления подземной фитомассы на ТНП зависит от темпов развития солеустойчивых видоз растений, заселявшихся в первый и второй год введения нормированного режима пастьбы скота. Этим и объясняется резкий скачок в накоплении подземной массы в 1993 г. по сравнению с 1990 г. На светло-каштановых солонцеватых почвах подземная фитомасса на разных вариантах возросла с -1,174,67 т/га до 6,14-6,86 т/га; на светло-каштановых солончаковатых - с 5,03-10,47 до 48,54-50,61 т/га. На почвах, используемых в условиях ненормированного выпаса (контроль), снижается количество и надземной, и подземной фитомассы. Причем, на светло-каштановых солончаковатых почвах объемы и надземной и подземной фитомассы зо всех вариантах ниже чем на светло-каштановой солонцеватой. Накопление подземной растительной массы приходится, в основном, на период цветения эфемеров - весной, полыни и солянковых - осенью.

Преобладающая часть подземной растительной массы БПП (72.9 -88,5%) расположена в верхнем горизонте, где преобладают корневые системы эфемеров и эфемероидов, которые используют благоприятные весенние условия в верхнем корнеобитаемом слое почвы.

На обоих исследуемых • БПП выявлено прогрессирующее незначительное увеличение надземной фитомассы в вариантах с наименьшей нагрузкой. В 1993 году она увеличилась с 5,85 до 6,0 т/га на светло-каштановых солонцеватых и с 2,04 до 2,85 т/га на свет-

ло-каштановых солончаковатых почвах.

Надземная Фитомасса на пастбищах с повышенной нагрузкой (4 овцы/га) и при нерегулируемом режиме пастьбы (контроль) на светло- каштановых почоах била на одном уротю, соответственно 5,655,11 и 5,61-5.03 т/га. Эти ко показатели для пастбищ на солончаковых почвах были значительно ниже и не выявляют преимущества регулируемой пастьбы: запасы фитомассы при нагрузке 4 овцы/га колебались от 2,25до 1,99 т/га, а на контрольном полигоне - от 3,11 до 2.54 т/га.

На ТН ареалах почо также наблюдается увеличение фитомассы при всех режимах нагрузки на пастбища, но с увеличением нагрузки здесь уменьшается урожайность травостоя. Усиленный рост и кратковременность вегетации эфемеровой растительности показьш&от их экологическую приспособленность к запасам влаги, конденсированным в толще гор. А. который характеризуется супесчаным гранулометрическим составом и незначительной засоленностью..

Заселяющие ТН ареалы почв растения-пионеры являются примитивно неустойчивыми н относятся к семейству маревых. Это однолетние и многолетние солянки, подземная фитомасса которых на 98% представлена корневой системой однолетних солянок. Примитивные неустойчивые группировки являются первым промежуточным звеном в ряду пустынных фитоценозов.

Кроме контроля, на почвах всох вариантов эксперимента идет восстановление растительного покрова. В отличие от эфемеров неустойчивые примитивные группировки развиваются, о основном, в осенний период, при этом корневая мас^а растений представлена но только в верхних горизонтах, но и опускается в более глубокие слои почв. По сравнению с БПП на ТНП подземная фитомасса не преобладает над надземной, что подчеркивает специфику восстановительных процессов технегенно-нарушенных площадей почв.

5. ВЛИЯНИЕ ПАСТБИЩНЫХ НАГРУЗОК НА СВОЙСТВА ТЕХН0ГЕНН0-НАРУШЕННЫХ ПОЧВ (ТНП) ТЕРСКО-КУМСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ.

Развитие почв в пределах техногенно-нарушенных ареалов состоит из двух последовательных стадий:

1. Начальная стади.. почвообразования, включающая проявление первичных почвообразовательных процессов, дифференциацию мелкозе-мистого субстрата по окраске, появление растений и изменение водопроницаемости и плотности сложения.

2. Стадия развития почвенных процессов, включающая последовательное приобретение затронутым первичным почвообразованием субстратом характерных для данного биологического ареала признаков почв: появление разновидового сообщества растений, увеличение содержания гумуса, дифференциация верхней толщи на генетические горизонты разной мощности, различной степени солонцеватости и за-

соления.

Первая стадия почвообразования начинается непосредственно после прекращения разрушающих воздействий на земли техногенно-на-рушенных ареалов. Этим самым уже создаются условия для заселения их пионерными растениями и первого проявления биолитогенной стадии. Характерной чертой этой стадии является развитее одновидовод сообщество растений и накопление фитомассы в толще субстрата. Протекает она довольно быстро, способствуя развитию вторичных би-олитогенных процессов.

Во второй стадии развития почвенных процессов значительно возрастает количество засоляемых растений и их видовое разнообразие. В связи с этим значительно возрастают биопродуктивность и темпы биологического круговорота. На данной стадии большую роль играют заселяющиеся растения, способствующие возобновлению гуму-сообразовательных процессов, снижению концентрации солей в верхних горизонтах почо и профильной дифференциации по плотности, структуре и водопроницаемости.

В результате деятельности корневых систем растений, почвенной фауны, микроорганизмов в сочетании со свойствами вновь образованных соединений в почве возникает определенная агрегирован-ность твердой фазы, появляются специфические новообразования. Эти процессы на тестовых полигонах Терско-Кумского междуречья протекают в зависимости от величины пастбищных нагрузок, затухая от менее нагруженного к более нагруженному варианту.

Считается, что восстанавливаемая почпа, испытавшая техногенное воздействие, приобретает основные признаки полнопрофильных почв в течение 50 лет, хотя формирование гумусового горизонта происходит уже в период первых десятилетий, начиная с момента заселения пионерными растениями. Однако, для восстановления в нарушенной почве характерных для нее генетических горизонтов необходим более длительный период времени. С момента введения нормированных нагрузок мы не получили достоверных материалов, которые бы дали основание для корректных суждений о темпах и признаках восстановления почв: особых изменений в морфологии почв не наблюдается, кроме возрастающей вертикальной протяженности гумусовых горизонтов А+В.

В ареалах светло-каштановых солонцеватых почв трехлетний режим регулируемой нагрузки (1овца/га) способствовал повышению количества гумуса в почвах по мере увеличения продолжительности пользования пастбищами. При этом, накопительный режим гумусообра-зования характерен как для ареалов биологически продуктивных, так и техногенно-нарушенных почв (табл.5). Различия проявляются только в темпах: в ареалах биологически продуктивных почв среднегодовой темп не превышает 2,7-3,0 относительных процентов. В тех же

Таблица 5.

Влияние пастбищной нагрузки на содержание гумуса ('/) в соетло-каштаноокх солонцеватых биологически продуктивных (БПП и техногенно нарушенных (ТИП) почвах.

- 1 Нагрузка. 1 Глубина голов 1слоя 110- оссц/га 1чоы, см | 1991 I 1 1992 г - -----1 1 1993- 1 | 1

БПП ТНП 1 1 БПП 1 ТНП 1 БПП 1 ТНП 1

1 0-5 0. 82 0. 25 0.84 0.28 0,89 0,31 1

5-10. 0.58 0,17 0, 57 0. 18 0,55 0,23 1

10-20 0.47 0,23 0.45 0,21 • 0,46 0,22 1

20-30 0, 36 0. 32 0,34 0, 31 0, 34 и, 33 1

2 0-5 1,68 0,15 1.41 0,16 1,62 0,19 1

5-10 1.26 0,19 1.27 0,17 1,23 0.21 1

10-20 1.20 0,35 1.18 0.35 1,21 0,34 1

20-30 0, 98 0,27 0.98 0,24 0,97 0.26 1

3 0-5 1,91 0,27 1.83 0,31 1,90 0.29 1

5-10 1,36 0.18 1.34 0, 22 1,29 0,28 1

10-20 1. 16 0.20 1.17 0, 20 1.15 0,22 1

20-30 0,79 0,22 0,83 0. 22 0, 80 0.21 1

Контроль» 0-5 1, 17 0.27 1.12 0,24 1,09 0.19 1

5-Ю 0. 96 0.17 0,84 0.17 0,91 0.12 1

10-20 0. 73 0,18 0,67 0,19 0, 69 0.11 1

20-30 0, 59 0.13 0,52 0,11 0, 52 0,09 1

♦Ненормированный выпас самых условиях окружающей среды ихогяйственного польэония в почвах ТН нарушенных ареалов интенсивность возобновления функционирования биологического фактора в 2,5-3 раза выше - 8-9% (табл.5).

Накоп -тельный режим гумуса при регулируемой нагрузке на пастбища характерен также для ареалов светло-каштановых солончаковых почв. В результате трехлетнего регулируемого режима1 выпаса скота содержание гумуса в светло-каштановых солонцеватых почвах увеличилось, в среднем, на 24, а в солончаковатых- на 23 относительных процента.

В биологически продуктивных ареалах светло-каштановых солончаковых (солончаковатых) почв просматривается только тенденция накопительного режима гумусообразования (табл.6). Это, тем не менее, позволяет конкретно прогнозировать стабилизирующий эффект регулируемой пастбищной нагрузки для Терско-Кумского междуречья в объеме 1 овца/га.

Относительно стабильный режим гумуса сохраняется как в солонцовых, так и в солончаковых светло-каштановых почвах биологически продуктивных ареалов и в условиях регулируемой пастбищной

и

Таблица 6.

Влияние пастбищной нагрузки на содержание гумуса {%) о светло-каштановых солончаковатых биологически продуктивных (БПП) и техногенно нарушенных (ТИП) почвах.

1 Нагрузка,1 Глубина голов (слоя по- овец/га 1чвы, см | 1991 1 1 1992 | 1 ■ 1 1 1993 1

БПП ТИП 1 БПП 1 ТНП 1 БПП ТНП 1

1 0-5 1,96 0,70 1,99 0,73 2,05 0.86 1

5-10 1,81 0.65 1.8! 0. 66 1, 85 0.71 1

10-20 1,60 0. 70 1.58' 0. 69 1,57 0,63 1

20-30 1,35 0.67 1.34 О, 66 1,35 0 58 1

2 0-5 1,81 0,80 1,79 0, 86 1,99 0,92 1

* 5-10 1,63 0. 70 1.60 0, 75 1,65 0,78 1

10-20 1,52 • 0.59 1,53 0,60 1.56 0,59 1

20-30 1,21 0,69 1.21 0, 68 1.19 0.70 1

3 0-5 2.01 0, 79 1.96 0,81 1.97 0.83 1

5-10 1,81 0,71 1,73 0,73 1.69 0,75 1

10-20 1,59 0.63 1,60 0. 65 1.61 0,64 1

20-30 1,22 0.55 1.23 0. 53 1,42 0,54 1

Контроль* 0-5 1.97 0,83 1,90 0.81 1.86 0,63 1

5-10 1,79 0,76 1.71 0. 59 1,63 0,51 1

10-20 1,53 0.67 1,53 0. 68 1,51 0,62 1

20-30 . ■ 1,28 0,61 1,29 0. 59 1,30 0,60 1

»Ненормированный выпас нагрузки, возросшей до 2 и 3 голов овец на га (табл.5 и 6). В почвах техногенно-нарушенных ареалов возросший объем пастбищной нагрузки еще не изменяет положительного баланса гумуса. Средневзвешенное содержание гумуса за три года регулируемой пастьбы скота увеличилось на 26%. соответствующий показатель для солончаковых почв но превышает 15Я. Устойчивость пастбищных фитоценозов при нагрузке 2 овцы/га остается стабильной на солонцовых и значительно снижается на солончаковатых светло-каштановых почвах. Этот вывод подтверждается и анализом фактического материала при возрастании пастбищной нагрузки до 3 голов овец/га (табл.5 и 6). Сопос- . тавление этих материалов показывает отрицательное воздействие возрастающей пастбищной нагрузки, проявившейся в резком снижении интенсивности возобновления функционирования биологического фактора. Из сопоставления и анализа фактического материала следует еще один важный вывод о граничных пределах пастбищной нагрузки, не приводящией к снижению биопродуктивности пастбищных фитоценозов. Очевидно, что плотность поголовья овец, не превышающая 3 головы/га,, должна стать нормой для безопасного функционирования

почвенно-растительного покрова Терско-Кумского междуречья.

Обобщенный анализ результатов исследований показал, что трехлетний нормированный выпас скота не вызвал существенных изменений в режимах карбонатов, гипса и реакции почвенных растворов в биологически продуктивных ареалах тестового полигона. В светло-каштановых почвах техногенно-нарушенных ареалов рН почвенных растворов снижается до уровня слабощелочного диапазона в слое 0-5 см, оставаясь относительно стабильным в нижележащих слоях. Одновременно отмечается отмывка почв от карбонатов и гипса.

С целью выявления динамики была исследована плотность почв. Статистическая обработка полученных данных с использованием критерия Фишера (Ф) показывает, что плотность почвы находится в зависимости от режимов пользования. В 1991 г. заметные различия отмечаются только на контроле (естественная пастиба, превышающая допустимые нормы нагрузок). Оссннс-зимний регулируемый выпас способствует резкой дифференциации плотности почвы по участкам. Снизилась плотность почин на участках с нормой выпаса 1 овца/га по сравнению с контролем и вариантом с максимальной нагрузкой.

Выявлены сезонные различия плотности сложения почв. Разность значений плотности сложения почвы осеннего и весеннего отбора составляет 0,07 г/"см3. Исследования показали, что сезонной динамике в наибольшей степени подвержены техногенно-нарушенныо почвы. Размах варьирования изменчивости составляет 1,48 - 1.22 г/см'1.

На горизонтном уровне структурной организации почв важное рчаченио приобретают знания о различных категориях пористости. Анализ результатов исследований >.оказал, что пористость агрегатов в исследуемых почвах низкая, неудовлетворительная и колеблется от 29 до 39%. на техногенно-нарушенном участке - 29,5%. Зависимости пористости почвенных агрегатов от режима выпаса но обнаружено. Расчеты показывают, что при возрастании нагрузки выпаса наблюдается тенденция к уменьшению общей гористости за счет снижения мо-■агрегатной. Так, на контроле по сравнению с вариантом минимальной нагрузки общая пористость уменьшилась на 6%, а межагрегатная - на 5,6%. Инт!_лсивность и длительность режимных наблюдений оказались недостаточными для выявления динамики изменения пористости на макроагрегатном уровне организации почвенного покрова.

Введение нормированных нагрузок на пастбища, расположенные на ареалах БШ1, не вызывает значимых изменений. Наоборот, плотность почв техногенно-нарушенных ареалов снижется до уровня плотносг' почв биологически продуктивных ареалов '1,11-1,42 г/см2) со значительным улучшением пористости аэрации. Если в 1990 г. до введения мированкых нагрузок пористость аэрации в свст-ло-каатановых солонцеватых и светло-каштановых солончаковатых почвах техногенно-нарушенных ареалов составляла 13,1-25.2% от

обгона, то поело трехлетнего периода нормированного выпаса достигла уровня 19,1-30,7%. В момент введения нормированных наг.узок пористость аэрации почв биологически продуктивных ареалов была в два раза выше, чем в соответствующих почвах техногенно-иарушенных ареалов.

Сравнительная оценка влагопроводных свойств светло-каштановой солонцеватой (К-1,54 мм/мин) и светло-каштановой солончакова-той (К-0,54 мм/мин) показывает лучшую водопроницаемость первой почвы, что является следствием их разного гранулометрического состава. Длительное техногенное воздействие на почоу способствует значительному снижению водопроницаемости БПП. Не выявляется значимая временная динамика в водопроницаемости БПП в -отличие от ТИП. Трехлетнее исключение воздействия техногенных нагрузок и регулирование выпаса скота выявили тенденцию к оптимизации влагопроводных свойств почв.

Регулируемый выпас способствует дифференциации влагопроводных свойств как светло-каштановых сстонцеватых, так и солончако-вато-солончаковых продуктивных и техногенно-нарушенных ареалов пастбищных угодий тестовых полигонов.

6 варианте с нагрузкой 4 гол. /га установившиеся значения коэффициента насыщенной влагопроводности за 1993 составляют в светло-каштановых солонцеватых БПП 1,65. а в ТИП - 0,87 мм/мин. Соответствующие показатели для свотло-каптановых солончаковых БПП и ТНП составляют 0,34 и 0,19 мм/мин., что значительно кике по сравнению с другими вариантами нагрузок.

Относительно тяжелый гранулометрический состав светло-каштановой солончаковатой почвы ухудшает ее влагопроводные свойства. Водопроницаемость за первые полчаса достигает 2,26 мм/мин., повышаясь к концу первого часа до 3,82 мм/мин. После шестичасового наблюдения гидравлическая проводимость устанавливается на уровне 0,54 мм/мин. Полученные значения водопроницаемости позволяют отнести данную почву по скале Качинского к 3-еЙ группе и охарактеризовать как "удовлетворительную".

Значениям крайне неудовлетворительной водопроницаемости соответствует величины, полученные для светло-каштановых солонцеватых и светло-каштановых солончаковатнх почв з 1993 г. Водопроницаемость почв в БП ареалах соответственно составляла 0,84 и 0.31 мм/мин., а в ТН ареалах - 0.39 и 0,05 мм/мин.

На территории исследуемого региона не засоленные почвы составляют не более 3,5% от общей территории. Полученные данные показывают, Что почвы тестовых полигонов Терско-Кумского междуречья имеют достаточно высокое исходное засоление.

Сравнительный анализ данных показывает, что в БПП по сравнении с ТНП характерно пониженное содержание солей. Так, если до

введения нормированных нагрузок в БП светло-каштановых солонцеватых почвах среднее содержание солей в слое 0-60 см равно 0,510% (вариант 1 овца/га), то о ТНЛ их содержание повышается до 1.485%. Аналогичные изменения наблюдаются и в других вариантах эксперимента. С момента введения ■ -ормированных нагрузок на БП ареалах светло-каштановых солонцеватых и солончаковатых почв значимых изменений по вариантам пастбищных нагрузок, как и по годам исследований не выявляется. Исключение составляют ТИП. где после трехлетнего периода введения нормированных нагрузок отмечается снижение концентрации солей в верхнем 20-сантиметровом слое. В отличие от них, в почвах пастбищ с нерегулируемой нагрузкой наблюдается повышение концентрации солей.

Рекомендации по оптимизации использования пастбищных земель Севоро-Западного Прикаспия.

В целях оптимизации биологических и агрофизических свойств БПП и ТНП пастбищ, восстановления ТИП и увеличения запасов пастбищного корма на БПП необходимо:

1. Осуществлять систематический учет ТНП и выявлять причины, обусловливающие их развитие.

2. Осуществлять систематический мониторинг экологического состояния пастбищных угодий. Соблюдать сроки перегона овец с зимних на летние и с летних на зимние пастбища, с внедрением научно обоснованных норм пастбищной нагрузки с учетом типа почв, времени суток, периода года, погодных особенностей и продолжительности пастбищного периода.

3. Исключить из оборота пастбища, находящиеся в состоянии очень сильной степени деградации, нз срок, обеспечивающий восстановление биопродуктивности ландшафта.

в и В о д ы

1. Тгхногенное нарушение пастбищных угодий Терско-Кумской низменности нарастает из года в год, охватывая все больше и больше территорий, что представляет больпую угрозу экологического бедствия региона.

2. Увеличение ареалов техногенно-нарушенных почв пастбищных экосистем связано с пс^свыпасом. несоблюдением сроков стравливания и своевременного высвобождения пастбищ от скота, в связи с чем за три года эксперимента на контроле площадь техногенно нарушенных ареалов почв возросла от 5.15% до 8,28%.

3. Снижение темпов техногенного нарушения пастбищных экосистем возможно только при условии введения нормированных пастбищных нагрузок ..и соблюдения сроков стравливания.

4.. Растения-пионеры, заселяющиеся в первый и второй годы введения пастбищных нагрузок на ТНП. не отличаются видовым разнообразием в зависимости от почвенных условий и нормы пастбищных

нагрузок. Со променом о зависимости от плотности выпасаемого ов-цепоголовья видовой состав растений меняется. Появляются те виды растений, которые свойственны данному типу почв. Заселение этих растений происходит, в отличие от начального этапа, в зависимости от почвенных условий и норм пастбищных нагрузок.

5. Регулируемый режим пастьбы, но допускающий перегруженности пастбищ, оказывает положительное влияние на процессы восстановления растительного покрова биологически продуктивных свстло-ка-штановых солонцеватых и солончаковатых почв: обогащается видовой состав травостоя, увеличивается фитомасса на единицу площади.

6. Изменение видового состава травостоя при восстановлении техногенно-нарушенных ареалов почв наблюдается на третьем году введения' регулируемы" пастбищных нагрузок. В восстановлении ТИП экспериментального участка, в основном, принимают участие следующие йиды солеустойчивых растений: петросимония сулротиволистная, пстросимония толстолистная, солянка мясистая. В структуре фитоценоза ТНП экспериментального участка в первый и второй год эксперимента их доля в составе травостоя составляет 95-98*.. Заселение ТПН растительностью больше там, где ниже уплотненность верхних почвенных горизонтов, пике пастбищная нагрузка.

7. В целом для фитоценозов тестового полигона Терско-Кумской низменности является характерным снижение их продуктивности с увеличением нагрузки на.единицу площади пастбищ, изменение структуры фитоценоза с выбыванием болей ценных в кормовом отношении видов растений. Продуктивность эфемеровых растений (мятлик луговой. бурачок пустынный, ясколка зубчатая, веснянки) к концу весеннего периода (в • зависимости от года) уменьшается'и зеленая масса.ассоциации к. летнему периоду состоит только из однолетних солянок и разнотравья.

8. Даже непродолжительный регулируемый режим выпаса вызывает положительные изменения свойств светло-каштановых почв. Выявленные за короткий срок регулирования выпаса изменения в свойствах почв но всегда были существенными при 5% уровне значимости. Однч-ко, установленная тенденция объективно отрааает характер изменений в свойствах евстло-камтановых почв, используемых в условиях различного режима пастбищной нагрузки.

9. Содержание органического вещества в слое 0-5 см функционирующей части почвенного покрова исследуемых почв Терско-Кумской низменности (по системе показателей гумусового состояния) низкое, которое с введением пастбищных нагрузок существенно но меняется, а в техногенно нарушенной части происходит постепенное повышение в зависимости от норм нагрузок. Существенно уменьшается содержание легкорастворимых солей, карбонатов и гипса в верхних горизонтах техногенно-нарушенных почв. Значительно снижается плотное ь,

улучшаются влагопроводные свойства почв.

Список опубликованных работ по материалам диссертации.

1. Залибеков 3.Г.. Усманов Р.З. О классификации наземных экосистем западного Прикаспия // Экологические проблемы Прикаспийской низменности. Махачкала, 1993. с. 25-37.

2. Усманов Р.З. Влияние различных севооборотов на ирригационную эрозию // Экологические проблемы Прикаспийской низменности. Махачкала, 1993. с. 69-73.

3. Усманов Р.З. О динамике зарастания техногенного

покрова пастбищ Торско-Кумской низменности // Тезисы XII научно-практической конференции по охране природы Дагестана. Махачкала. 1993. с. 36.

4. Гаджиев Й.Ш., Усманов Р.З. Сезонная динамика кормовых качеств растительного покрова светло-каштановых почв острозасуили-вой зоны зимних пастбищ Дагестана,// Тезисы и доклады международной конференции почвеведов. Астрахань, 1994, с. 279-230.

5. Усманов Р.З. Динамика зарастания техногенного покрова почв Дерско-Нумской низменности при различных пастбищах нагрузках // Экологические проблемы Прикаспийской низменности. Махачкала, 1995. с. 65-69.

6. Котенко М.Е., Усманов Р.З. Изменение минералогического состава почв под влиянием пастбищных нагрузок // Экологические проблемы Прикаспийской низменности. Махачкала, 1995. с. SO-95.

7. Усманов Р.З. Влияние техногенных воздействий на свойства почв.// Материалы XIII научно-практической конференции по охрано природа Дагестана. Махачкала, 1995. с. 99-101.

8. Усманов Р.З. Критерии эколого-агрофизического нормирования техногенно-нарушенных почв // Материалы XIII научно-практической конференции по охране природы Дагестана. Махачкала, - 1995. с. 101-103.

9. Зволинский В. П.. Усманов Р. 3., Лареаин В. Г. Причина и следствия стрессов на пастбищных землях Северо-Западного Прикаспия // - Международный экологический конгресс. Тезисы докладов, ч. 1. U.. 1995. с. 18-20.

10. Гуруео U.A.. Усманов Р.З.. Гарунов A.A. Некоторыо агрофизические аспекты оптимизации свойств почв пастбищных экосистем // Тезисы докладов II съезда почооосдов. Книга 1. Сн-П., 1996. с. 73.-

Усманоа Р.З. (Россия) " Деградация и пути восстановления почв пастбищных угодий Терско-Кумской низменности.

На основании анализа и обобщения фондовых, опубликованных и экспериментальных материалов сделана оценка современного состояния земельного фонда Северо-Западного Прикаспил, определены темпы и причины проявления деградационных процессов.

Изучены общие закономерности функционирования пастбищной растительности и условий возобновления почвенного покрова на деградированных почвах.

Сформулировано требование по системе экологических ограничений техногененза в виде дифференцированных нормативов по.предельно допустимому поголооьо овец на единицу площади пастбища.

R.Z. Usmanov (Russia) Degradation and «ays of reabilltation of pasture land of Tersko-Kumskoy Lowland. •

• Oh the base of study and summurlsing publlcated and experimental materials was characterised the modern situation of land use of North-West Prlkaspuy, doterraind 'he character rf soli degradation, The common function of pasture plants and conditions of regradatlortof land »is study. Evaluated the system of ecological requareaerits to limit technogenesls on the base of different norms of ships on pasture square.

1ЯЛ1>авг. OfflbRM In. jr. Тип- IGO Пак. 399,

Тип» pyjvii, Спдадюткпзв,, 3