Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологическая оценка современного солевого состояния лугово-каштановых почв в лесомелиоративных системах Северного Прикаспия

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологическая оценка современного солевого состояния лугово-каштановых почв в лесомелиоративных системах Северного Прикаспия"

Бычков Николай Николаевич

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОВРЕМЕННОГО СОЛЕВОГО СОСТОЯНИЯ ЛУГОВО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ В ЛЕСОМЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМАХ СЕВЕРНОГО ПРИКАСПИЯ

03.00.16 - экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 2007

003068443

Работа выполнена в лаборатории защитного лесоразведения и лесной зоологии Института лесоведения РАН

Hay1

ный руководитель:

кандидат биологических наук М.Л. Сиземская

Официальные оппоненты:

доктор биол кандидат сельскохозяй

эгических наук В.А. Демкин ственных наук М.П. Лебедева (Верба)

Ведущая организация:

ВСЕРОССИЙСКИЙ НИИ АГРОЛЕСОМЕЛИОРАЦИИ (ВНИИАЛМИ)

Защита состоится 24 мая 2007 г. в 10.00 на заседании диссертационного совета Д 002.054.01 в Йнституте лесоведения РАН (143030 с. Успенское, Одинцовский район, Московская область. Тел./факс +7 (495) 634-5257, e-mail: root@iian.msk.ru).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института лесоведения РАН.

Автореферат разослан « ¿V » апреля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук

Г5

Г.А. Полякова

Общая характеристика работы

Актуальность. Успешное лесоразведение и возможность сельскохозяйственного использования, выбор подходов и методов мелиорации во многом определяются солевым состоянием почв. Именно поэтому присутствие исходно незасоленных лугово-каштановых почв в составе солонцового комплекса полупустыни Северного Прикаспия, где они занимают, в среднем, 25% площади, позволяет рассчитывать на успешность проведения перечисленных мероприятий, необходимых в полупустыне для улучшения жизни людей. В целинных условиях лугово-каштановые почвы, являющиеся лучшими почвами региона, характеризуются периодически промывным водным режимом, незасоленностью почвенного профиля и гидрокарбонатным составом поч-венно-грунтовых вод с минерализацией до 1 г/л. Они обладают высокой гу-мусированностью (до 4-5%), хорошими водно-физическими свойствами и обеспеченностью элементами минерального питания, оправдывая классификационное название «черноземовидные», предложенное A.A. Роде и М.Н. Польским (1961). Будучи затронутыми процессами мелиорации, эти почвы претерпевают сильные изменения в своем состоянии. Актуальность работы обусловлена недостаточностью экологических исследований современного солевого состояния лугово-каштановых почв, которое складывается под влиянием нескольких доминирующих факторов: подъема уровня грунтовых вод (УГВ), начавшегося с конца 70-х до середины 90-х годов XX века, воздействием агролесомелиоративных (АЛМ) систем и лесных насаждений.

Цель работы. Изучить современное солевое состояние целинных и длительно мелиорируемых лугово-каштановых почв солонцового комплекса Северного Прикаспия и оценить экологические последствия изменения солевого состояния лугово-каштановых почв под воздействием лесомелиорации.

Задачи работы.

1. Проследить экологические изменения и, в частности, трансформацию солевого состояния как основного индикатора лесорастительных свойств целинных лугово-каштановых почв при сложившейся современной поч-венно-гидрологической обстановке и в 50-е годы XX века (по данным A.A. Роде и М.Н. Польского,1961).

2. Выявить изменения лесорастительных условий, происходящие под воздействием длительной мелиорации, и оценить потенциальную сельскохозяйственную пригодность лугово-каштановых почв в АЛМ системах.

3. Изучить экологическую роль древесных насаждений в современном профильном и пространственном распределении солей в лугово-каштановых почвах АЛМ систем и колков.

Научная новизна. Установлено, что современное солевое состояние лугово-каштановых почв солонцового комплекса Северного Прикаспия определяется воздействием подъема уровня грунтовых вод и, в связи с этим, ухудшением почвенно-гидрологической обстановки. Выявлено изменение химического состава грунтовых вод и увеличение их минерализации. Капиллярная кайма поднявшихся засоляющихся грунтовых вод оказывает все большее воздействие на нижнюю и среднюю часть почвенного профиля, приводя к ее засолению. Определяющую роль в составе легкорастворимых со-

лей (ЛРС) начинают играть хлориды и сульфаты натрия. На состояние мелиорированных лугово-каштановых почв также оказывает влияние их существование в условиях АЛМ систем. Древесные насаждения за счет десукции способствуют усилению засоления лугово-каштановых почв. Разработанная на Джаныбекском стационаре Института лесоведения РАИ система агролесомелиорации, при которой в пределах корнеобитаемой толщи сохраняются зоны опреснения мощностью 1-р,5 м, является вполне успешной и приемлемой для длительного и интенсивного сельскохозяйственного использования почв.

Практическая значимость. Полученные материалы по солевому состоянию почвогрунтов и лугово-каштановых почв Северного Прикаспия могут явиться основой проведения мелиоративных, сельскохозяйственных и лесо-водственных мероприятий на этой территории с учетом изменения гидрологической обстановки, вызванной подъемом УГВ.

Апробация. Основные положения диссертации были представлены на Международной молодежной конференции «Экология - 2003» (Архангельск, 2003) и Международной конференции студентов и аспирантов по фундамен-

тальным наукам «Ломоносов рамках Проекта М0063 "Оценка менных катионов в целинных и

2003» (Москва, 2003). Работа выполнялась в изменения солевого состояния и состава об-мелиорированных почвах глинистой полупустыни Северного Прикаспия по^ влиянием подъема уровня грунтовых вод" ФЦП «Интеграция» и Проекта (|ФФИ № 00-04-48637 «Изучение закономерностей формирования и развития искусственных лесных экосистем в аридных регионах для выявления механизмов их устойчивого функционирования».

Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 работ, в том числе 2 статьи в журналах из списка ВАК, 5 тезисов.

Личный вклад автора.

Исследования автора проводились в составе

творческого коллектива, представленного сотрудниками, аспирантами и студентами Института лесоведени ситета им. М.В. Ломоносова и

я РАН, Московского государственного универ-Почвенного института им В.В. Докучаева. Автор принимал непосредственнее участие в проведении полевых исследований, отборе образцов и проведении анализов водных вытяжек. Статистическая обработка, а также интерпретация полученных данных принадлежат автору данной работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Она изложена на 220 страницах, включая 153 страницы машинописного текста и 51 страницу приложений. Содержат 37 рисунков и 29 таблиц. Список литературы содержит 157 источников, в том числе 18 на иностранных языках.

Автор выражает сердечную благодарность своему научному руководителю - заведующей лабораторией защитного лесоразведения и лесной зоологии, кандидату биологических наук М.Л. Сиземской за постоянную помощь, внимание и профессиональную поддержку в написании диссертации, а также д.б.н. М.К. Сапанову и д.б.н. Т].А. Соколовой за помощь и консультации. Автор благодарен сотрудникам Института лесоведения РАН, факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, Почвенного института им. Докучаева и,

в частности, к.б.н. И.И. Толпеште, к.б.н. A.B. Колесникову, к.т.н. Н.И. Сотне-вой, к.б.н. И.В. Топуновой за помощь в проведении полевых исследований.

Содержание работы Введение

Солевое состояние почв во многом определяет возможность их сельскохозяйственного использования, выбор подходов и методов мелиорации. Именно присутствие исходно незасоленных лугово-каштановых почв в составе солонцового комплекса полупустыни Северного Прикаспия, где они занимают, в среднем, 25% площади, позволяет рассчитывать на успешность проведения лесомелиоративных мероприятий. В условиях подъема уровня грунтовых вод и усиления гидроморфизма почв назрела необходимость в комплексном изучении изменений солевого состояния целинных лугово-каштановых почв, а также оценке их антропогенной эволюции. Проведен анализ влияния на солевой режим лугово-каштановых почв таких факторов как: подъем уровня грунтовых вод и общее увеличение увлажненности территории, динамика мелиоративного процесса, роль древесных насаждений в профильном и пространственном распределении солей, - и их совокупного влияния.

Глава 1. Общая характеристика работы

В главе освещены вопросы актуальности темы, охарактеризованы цель работы, задачи, практическая значимость и научная новизна. Приведены сведения об апробации, количестве публикаций по результатам исследований, структуре и объеме работы.

Глава 2. Природные условия и почвы Джаныбекского стационара. Эволюция почв солонцового комплекса. Принципы и агротехника мелиорации почв солонцового комплекса.

На основании литературных данных (Роде, Польский, 1961; Роде, 1959; Доскач,1964; Оловянникова, 1976; Сотнева, 2004) и собственных полевых наблюдений характеризуются географическое положение, макро-, мезо-и микрорельеф, климатические условия, геоморфология и почвообразующие породы, детализирован почвенно-растительный покров Джаныбекского стационара, территория которого наиболее типична для обширного региона Северного Прикаспия. Особое внимание уделено характеристике генезиса микрорельефа и, в частности, микропонижений (западин), распределению западин по их емкости, площади и подтипам микрорельефа (Большаков, 1937, 1950; Мозесон, 1952, 1955; Ковда, 1950; Доскач, 1964; Абатуров, 1984; Николаев, Копыл, Пичугина, 1995; Хитров, 2005). Освещены вопросы эволюции почв солонцового комплекса Северного Прикаспия (Большаков, Боровский, 1937; Ковда, 1950; Роде, Польский, 1961). Дана морфологическая характеристика строения его составляющих (солонцов, светло-каштановых и лугово-каштановых почв) (Биогеоценотические основы..., 1974).

Приведено описание агротехнических приемов освоения почв солонцового комплекса и очередность их проведения. Представлена краткая характеристика концепции адаптивного лесоаграрного использования глинистых

з

комплексных полупустынных почв Северного Прикаспия в богарных условиях (Ковда и др., 1938; Базыкина, Большаков, 1985; Линдеман и др., 1996; Сапа-нов и др., 2005).

Глава 3. Объекты и методы исследования

Объектами исследований являлись целинные и мелиорированные лу-гово-каштановые почвы западин в АЛМ системах с разными сроками воздействия агролесомелиорации: «Грслесополоса 1\/-С» (заложен в 1951 г.), «Госфонд» (1959 г.) и «Новый опыт» (1970 г.). Выбранные мелиорированные участки представляют собой сельскохозяйственные поля с расположенными на них однорядными лесными кулисами из вяза приземистого (Штив ритНа Ц с шириной полей 60, 200 и 400 ы! и шириной межкулисных пространств - 18, 40

и 56 м, соответственно. В нас имеют высоту 10,0-12,5 м и ди

творительном состоянии. В 1999-2004 гг. на каждом из этих участков и приле-

гающих к ним целинных аналог На участке «Госфонд» и

оящее время древесные однорядные кулисы аметр ствола 19-24 см и находятся в удовле-

эх было заложено по 3 почвенных разреза, близлежащем участке с целинной растительностью также были заложены Ьочвенно-гидрологические профили до грунтовых вод, охватывающие все три члена солонцового комплекса (солончаковый

лугово-каштановую почву). На мелиорированном варианте - 15 пронивелированных скважин, секущих межкулисное пространство от его центра (с лугово-каштановой почвой) перпендикулярно к кулисе (с солончаковым солонцс!м), на целинном - 5 скважин. Длина профиля на мелиорированном участке 20 м, на целинном -11м.

На участке «Гослесополоса 1-Ю» (заложен в 1952 г.) были изучены лу-гово-каштановые почвы под различными вариантами древесных насаждений - колками, сформировавшимися по западинам в результате распада плотного многорядного насаждения. «Центральный» и «Дубовый» колки - с дубом черешчатым (Quercus roburL.) и вязом приземистым; «Сухой» - с дубом и сопутствующими породами и кустарниками, характерными для южных дубрав: вязом гладким (Ulmus laevis Pall.), грушей (Pyrus communis L.) и яблоней (Malus silvestris Mill.), «Лесосечный» колок - с дубом и вязом, жимолостью (Lonicera tatarica L.) и кленом татарским (Acer tataricum L.), - различаются местоположением в лесной полосе и породным составом. В возрасте 55 лет высота древостоя, основным представителем которого является дуб череш-чатый, в среднем, составляем 9,4 метра. Средний диаметр ствола - около 16,6 см. На близлежащем участке целины (контрольный вариант) были заложены индивидуальные почвенные разрезы и буровые скважины.

Описание почв проводили по «Базовым шкалам...», 1982. Изучали всю зону аэрации от поверхности уочвы до грунтовых вод. Образцы почв и грунтов отбирали колонкой каждые 20 см и подвергали химическому анализу, используя общепринятые методы (Аринушкина, 1970; Воробьева, 1998), концентрацию ионов S042' определяли по Комаровскому (Гедройц, 1955), ионов Na+ находили расчетным nyTeiOi - по разности между суммой анионов (НСОз~; СГ; S042") и суммой катионов (Са2+; Мд2+), поскольку именно так определяли содержание ионов Na+ в 1950-60-е годы (Максимюк, 1961), что позволяет проводить сопоставление данных.

Проведено определение объемной массы (ОМ) в 4-кратной повторно-сти и влажности почвогрунтов термовесовым методом (Роде, 1960). Запасы солей по полуметровым слоям рассчитывали с учетом ОМ и мощности слоев.

Определен уровень грунтовых вод (рулеткой с хлопушкой с ценой деления 1 см), их состав и минерализация.

Полученные данные обрабатывали статистически: проверена гипотеза о нормальности распределения определяемых величин по критерию Уилка-Шапиро, рассчитаны средние величины, доверительные интервалы, коэффициенты вариации (Дмитриев, 1995). Топогалоизоплеты построены с использованием программы Excel, пакета программ Microsoft Office.

Глава 4. Характеристика лугово-каштановых почв и их генезис.

Вопросы классификации лугово-каштановых почв (Литературный обзор)

По литературным данным (Роде, Польский, 1961; Гордеева, Ларин, 1965; Биогеоценотические основы..., 1974) и собственным наблюдениям дана характеристика лугово-каштановых почв. Описаны закономерности географического распространения лугово-каштановых почв, водный режим, растительность, морфологическое строение, солевой режим и баланс. Особое внимание уделено характеристике гранулометрического состава, текстурной элювиально-иллювиальной дифференциации профиля рассматриваемых почв, гумусового состояния, состава ППК, минералогического состава, рН и ЕКО (Колесников, 2004).

Охарактеризована антропогенная эволюция почв, происходящая в результате агролесомелиоративных мероприятий. Выявлено формирование однородного пахотного горизонта, в котором, по мере возрастания длительности периода мелиоративного воздействия, происходит усиление глыбисто-сти и прочности структуры, в почвенном профиле начинают присутствовать крупные корни древесных растений. Несколько изменяется окраска горизонтов: в них все больше начинают доминировать палевые оттенки за счет карбонатного материала, который представлен более четко выраженными карбонатными ниточками. Очевидно, накопление дополнительного количества влаги лесными кулисами приводит к дополнительной мобилизации и сегрегации рассеянного карбонатного материала и к более интенсивному развитию процессов кристаллизации кальцита. Наблюдается и появление большего количества и более темных глинистых кутан по боковым граням структурных отдельностей. В целом же, морфологические изменения в профилях мелиорированных лугово-каштановых почв не столь существенны, как в мелиорированных солонцах (Сиземская, 1990).

На основании анализа отечественной и зарубежной литературы рассматриваются общие понятия терминов «падины» и «западины», различные гипотезы их генезиса (Ларин, 1929; Усов, 1940; Жуков, 1945; Большаков, 1945; Мозесон, 1955; Абатуров, Зубкова, 1972). Представлен материал, описывающий типы почв, формирующихся в западинах, освещены вопросы классификации лугово-каштановых почв (Димо, Келлер, 1907; Герасимов, Иванова, 1939; Роде, Польский, 1961). Определена классификационная при-

надлежность изучаемых почв в современной классификации 2004 года (табл. 1).

Выявлено, что если в клаЬсификации 1977 года изменения, вызванные мелиорацией, диагностировались лишь на уровне рода почв, то в современной классификации 2004 года антропогенному воздействию отводится более существенная роль, которая приводит к трансформации почв на уровне типа.

Таблица 1. Классификационная принадлежность целинных и мелиорированных лугово-каштановых почв (Классификация и диагностика почв СССР, 1977; Классификация и диагностика почв России, 2004).

Почвы Классификационная принадлежность

1977 г. 2004 г.

Целинные Лугово-каштайовые выщелоченные темнее среднемощ-^ые Каштановые гидрометаморфи-зованные (А^ВМК-САТч-Сса.ч)

Мелиорированные Лугово-каштаНовые выщелоченные светлые среднемощ-ные пахотные Агроземы текстурно-карбонатные (Р-САТ-Сса)

Глава 5. Солевое состояние целинных лугово-каштановых почв Северного Прикаспия в условиях подъема грунтовых вод.

(Современные данные по сравнению с результатами, полученными

в 1950-60 гг.)

Если 50-60-е годы уровень грунтовых вод (УГВ) находился на глубине 6,5-7,0 м, то в настоящее время УГВ приурочен к глубине около 4,5 - 5,0 м, а верхняя граница капиллярной каймы - соответственно на глубине 1,5 - 2,0 м, поскольку ее мощность составляет около 3 м (Роде, Польский, 1961). Установлено, что подъем УГВ сопровождался изменением состава солей и их содержания (табл. 2).

Таблица 2. Средний состав и минерализация грунтовых вод под целинными лугово-каштановыми почвами (средние значения из пяти повторностей ± доверительный интервал при (Р=0,8) (данные за 1950-60-е годы по: Роде, Польский, 1961; данные за 1999-2000 гг. по: СиземЬкая, Бычков, 2005).

Год £ солей, г/л НСОз СГ БО/' Са^4 Мд'* УГВ, м

ммоль-экв/л

19501960 0,6±0,4 4.5+0,4 0,8±0 4 6,7±6,3 5,4±4,4 3,5±0,9 3,1±1,6 6,9±0,1

19992001 3,2+2,0; 5,4±0,ЗП 13,7+9 9* 28,8±21,1 13,9±6,6 5,9±4,1 28,1±20,4| 5,1±0,4П

Примечание: Значимое увеличение по сравнению с данными 50-х годов при Р = 0.8 (Т), при Р = 0,9 (|Т)

По сравнению с 1950-60 |гг. обнаружено статистически значимое накопление в грунтовых водах ионов НС03", СГ и Зафиксировано достоверное увеличение минерализации грунтовых вод (до 5,97 г/л) и смена химизма за-

соления (с гидрокарбонатно-кальциевого на хлоридно-сульфатно-натриевый), что свидетельствует о некотором усреднении их химического состава под разными членами комплекса. Это явление можно объяснить тем, что подъем УГВ оказал существенное влияние на изменение состава линзы пресных грунтовых вод. Более близкое залегание ГВ способствовало увеличению их доступности и, соответственно, большему потреблению растениями на десукцию, что неизбежно привело к исчерпанию пресной линзы, впоследствии замещенной водой с повышенной минерализацией из-под прилегающей толщи светло-каштановых почв и солонцов. Выявлено прогрессирующее засоление почвенно-грунтовых вод под всеми членами почвенного солонцового комплекса и сокращение зоны аэрации, в среднем, на 2 м.

Обнаружено усложнение строения современного солевого профиля исследованных почв за счет появления сульфата натрия. Общее содержание солей увеличивается и достигает 0,1 %, чего не наблюдалось в целинных почвах 50-х годов (Роде, Польский, 1961). Достоверно зафиксировано при Р=0,8 и Р=0,9 значительное увеличение содержания иона СГ в верхней поч-венно-грунтовой толще мощностью 150 см, иона Na+ по всему почвенному профилю и некоторое, также статистически подтвержденное, накопление иона S042" в слое 0-200 см (табл. 3). В тоже время, в верхнем 0-50 см слое заметно уменьшается содержание иона Са2+, что, на фоне появления в почвенной толще значительных количеств иона Na+, указывает на вероятность осо-лонцевания почв (Колесников, 2004).

Установлено увеличение почти втрое общего запаса легкорастворимых солей в 2-метровой толще и вдвое - в 4-метровой. На порядок увеличился запас иона СГ в верхних 150 см. На два порядка увеличился запас иона Na+ в верхней почвенной толще (рис. 1; табл. 3).

A" Mi

Суииш солтй. V,

— - -НСОЗ - - - -О -S04 — - -Са - - - "Мз--N8

Рисунок 1. Солевые профили (А и Б) и распределение легкорастворимых солей (В) в целинных лугово-каштановых почв Северного Прикаспия (средние из шести разрезов): А, В(1) - в 50-60-е годы (по: Роде, Польский, 1961) и Б, В(2) - в 90-е годы (по: Сиземская, Бычков, 2005)

Не столь существенно, но в 2-3 раза возрос запас иона 804 В целом, весь почвенный профиль мощностью 150-200 см является активной зоной аккумуляции солей.

Выявленные процессы накопления солей в почвенно-грунтовой толще произошли под воздействием | подъема уровня грунтовых вод. Поскольку грунтовые воды обогащены ионами СГи №+, и эти ионы наиболее подвижны, они накапливаются и в грунтовой толще. Прослеживаются механизмы аналогичного накопления и иона 5042.

Таблица 3. Запасы солей по полуметровым слоям в целинных лугово-каштановых почвах (средние из шести разрезов + доверительный интервал при

Глубина, см X солей, кг/мг НСОз БО/" Сал Мд^* | N3*

моль-эке/м'!

1950-1960 гг.*

0-50 0,1510,03 1,95±0,52 0,0|±0,01 0,7010,20 2,8510,55 0,4710,21 0,0010,00

50-100 0,24±0,04 3,4510,87 0.02Ю.02 0,83±0,46 4,14±0,39 0,6610,24 0,04+0,05

100-150 0,26±0,04 4,00±0,90 0,0|±0,02 0,56±0,27 4,63±0,47 0,96±0,35 0,0310,04

150-200 0,24±0,04 4,02±0,91 0,0^10,06 0,4410,18 4,1410,40 1,1810,45 0,0110,01

200-250 0,32±0.03 4,80±1,08 0,26±0.24 1,2010,57 4,2110,47 0,9510,39 1,2310,77

250-300 0,34±0,1 4,6110,77 0,3$±0,22 1,7711,11 4,59±0,75 1,3610,37 1,0310,68

300-350 0,38±0,11 4,66±0,65 0,4^10,26 2,1911,49 4,96±1,17 1,6710,51 | 0,8510,40

350-400 0,39±0,12 4,81±0,22 0,3910,37 I 2,0011,82 5,20±1,26 1,8410,33 0,5710,27

400-450 0,56±0,34 4,67±0,24 0,4|3±0,41 4,2414,90 7,60±3,56 1,8810,45 0,54+0.74

450-500 0.35±0,92 4,45+0,38 0,52±0,47 10,35113,63 12,91111,20 2,3911,42 0,61+0,62

0-200 0,89±0,15 13,42+3.12 0.1р±0,11 2,49±0,94 15,7711,57 3,26±1,18 0,07+0,06

0-400 2.32±0,52 32,3014,93 1,5311,08 9,6515,19 34,7314,37 9,08±2,54 3,7511,94

0-500 3,8311,71 41,4214,69 2,4! ¡±1.92 24,24+23,35 55,24118,72 13,35+3,77 4,9012,83

1999-2001 гг.

0-50 0,4310,09!! 2,9010,71 0,44+0,14!! 2,31±1,23! 1,4710,641 0,3410,23 3,7611,18!!

50-100 0,68+0,10!! 4,9710,54! 0,65+0,13!! 3,25+1,64! 2,9211,00 0,5610,68 5,43±1,75П

100-150 0,79+0,20!! 4,7210,57 1,25+0,72!!, 4,24±2,55! 3,5011,03 1,0110,56 6,14+3,02!!

150-200 0,7510,26!! 4,8610,60 2.4512,36 2,8911,92! 4,0612,07 0,7210,63 5,51+2,70!!

200-250 0,70+0,13!; 4,9110,45 1,5211,42 3,3011,79 4,0911,49 0,3410,17 4,80±1,64!Т

250-300 0,53±0,07! 4,5310,44 1,2211,02 1,0910,54 3,7011,42 0,4710,31 2,7811,39

300-350 0,78+0,18! 4,3110,35 1,0810,97 4,3912,58 3,8911,62 1,2210,77 5,2313,15!

350-400 0,69±0,13Т 4,6310,49 1,2310,95 3,5211,92 3,81±1,87 1,92±0,77 4,11+1,96!!

400-450 0,7110,17 4,4910,39 1,^711,00 3,4312,14 3,8412,35 1,8310,80 4,05+1,88!

450-500 0,5810.13 4,2610,57 1,2510,88 2,9711,54 I 3,6212,22 1,9110,95 2,56+0,89!

0-200 2,65+0,56!! 17,4512,00 4,79±3,14!! 12,6916,68! 11,9514,18 2.6311,40 20,85+7,84!!

0-400 5,36+0,88!! 35,8213,15 9,8417,46 25,00111,24 27,44110,27 6,5812,81 37,77113,23!!

0-500 6,64±1,11 44,5714,06 12,2619,32 31,40113,49 34,90114,74 10,32±4,40 44,38+15,17!!

Примечание: * - данные за 1950-60-е гг по: Роде, Польский, 1961.

Значимое увеличение запасов солей по сравнению с данными 50-х годов при Р = 0,8 (]), при Р = 0,9 значимое уменьшение запасов солей по сравнению с данными 50-х годов при Р =0,8 (I).

Появление ионов СГ, №\ 3042" в верхних слоях почвенного профиля в весьма значительных количествах объясняется направленным вверх градиентом всасывающего давления, который, в свою очередь, является причиной возникновения постоянно существующего восходящего потока влаги от капиллярной каймы грунтовых вод в почвенную толщу (Роде, Польский, 1961).

Немаловажную роль в ухудшении солевого состояния лугово-каштановых почв, очевидно, сыграло изменение условий весенней влагозарядки и весенних затоплений западин за счет уменьшения количества зимних осадков в результате изменения климата в этот период (Сапанов, 2006) на фоне продолжающегося восходящего тока легкорастворимых солей из грунтовых вод.

Глава 6. Солевое состояние лугово-каштановых почв в агролесомелиоративных системах

Описаны варианты агролесомелиоративных систем и этапы их функционирования. Представлены данные многолетнего мониторинга мелиоративного процесса на участках с различной длительностью и интенсивностью мелиорации. По литературным данным описаны основные аспекты солевого режима изучаемых объектов: «Гослесополоса», «Госфонд», «Новый опыт» (Максимюк, 1989, Базыкина, 2000), которые указывают на отсутствие на ранних стадиях агролесомелиорации существенных признаков ухудшения солевого состояния верхней 2-метровой толщи лугово-каштановых почв (т.е. выше зоны воздействия капиллярной каймы), наиболее населенной корнями. В то же время, отмечено появление негативных тенденций засоления грунтовых вод: повышение минерализации и концентраций в них иона хлора, натрия.

Динамика уровня, минерализации и состава грунтовых вод под мелиорированными лугово-каштановыми почвами

Обнаружены различия исходного состояния целинных почв разных объектов исследования, проявляющееся как в уровне залегания ГВ, так и в минерализации и составе грунтовых вод. Представленные различия связаны с исходной неоднородностью западин, определяемой их положением, глубиной вреза, площадью водосбора.

На современном этапе мелиоративного процесса выявлено преобладание в грунтовых водах лугово-каштановой почвы участка агролесомелиоративной (АЛМ) системы «Гослесополоса 1\/-С» (50 лет мелиорации) ионов СГ, 5042" и Са2+, что обусловливает формирование сульфатно-хлоридно-кальциевого типа засоления (табл. 4; рис. 2) .

На опытном участке «Госфонд» (40 пет) установлено достоверное пятикратное увеличение минерализации грунтовых вод по сравнению с целинным аналогом, значимое повышение в них концентраций ионов СГ, БО/', Са2+, Мд2+, Ыа+. Грунтовые воды этого участка характеризуются аналогичным сульфатно-хпоридно-кальциевым типом засоления.

Опытный участок «Новый опыт»(30 лет) характеризуется выраженным отличием солевого состояния относительно прилегающей целины. Отмеча-

ются тенденции увеличения минерализации ГВ, накопления в них ионов Э04 Мдг< и !Ма+. Проявляется формирование характерного для начальных стадий засоления хлоридно-сульфатно-натриевого состава ГВ.

Таблица 4. Состав, минерализация и уровень грунтовых вод под лугово-каштановыми почвами межкулисных зон: А - целина, Б - мелиорированный вариант (средние значения из трех повторностей ± доверительный интервал при Р = 0,-5) (ло: Бычков и др., 2005).

Участок X солей, г/л НСОэ" СУ ЭО?" Са Мд3+ N3* УГВ, м

м моль-эк в! л

«Новый 0ПЫГЙ (А) 4,80±3,00 5,3 ±0,5 22,0±13,9 45,3 ±32,2 19,3±9,4 9,3±5,6 43,9*31,5 5,5±0,1

«Новый СЛЫ7* {Б) 6,86±1,95 3.3*0,0 21,7±1,9 77,3±29,2 24,1 ±2,9 15,1*8,1 63,0±22,2 5,8±0,1

« ~сс-фонд' (А) |,20±0,76 5,4±0,6 4,1±5,6 6,3*4,5 11,9±11,5 1,5±!,6 5,5±3.1 4,5*0,2

*Гос-фоиа»(Б) 6,:8±0,77Т 4,9±|,0 59,В±14,1Т 37,91=1,9 Т 47,9±2,0Т 22,4*4,И 32,3*13,5! 4,5*0,2

«Гослесополоса Г.'-С. (А) 7,84±2,35 5,2±2,7 35,9±13,2 78,3*21,9 30,7±7,0 18,3*10,9 71,1*34,9 4,9*0,1

*Гослесополоса IV-С. (В) 10,5414,81 5,2±0,4 125,1± 106,0 49,0*46,4 88,0±79,8 46,7±53,3 46,7±70,5 4,7±0,1

Т - значимое при Р - 0,9 увеличение содержания по сравнению с целиной;

10.5

12.0 10.0 9.0 6 0 4.0 2.0 0.0

"Гослесопопося V С"

6.3 4.0 Г

шмИ_

Тосфонд"

н 1 ■ 2

□ 3

"Новый опыт"

Рисунок 2. Минерализация (г/л) почеенно-грунтовых вод под лугово-каштановыми почвами межкулисных зон, на разных стадиях мелиорации (1- «Гослесополоса 1\/-С» -1968 г., «Госфонд» - 1973 г., «Новый опыт» - 1976 г.); (2- «Гослесополоса IV-С» -1974 г., «Гэсфонд» - 1991 г., «Новый опыт» - 1990 г.); (3- «Гослесополоса 1\/-С» -2000 г., «Гэсфонд» - 1999 г., «Новый опыт» - 2001 г.). (Данные под цифрами 1- по: Максимюк, 1989; 2-по: Базыкина, 2000) .

Таким образом, на всех участках отмечается прогрессирующее засоление ГВ под луговокаштановыми почвами, однако происходит это с разной

скоростью и интенсивностью. На участке «Гослесополоса 1\/-С» засоление усилилось в 5-6 раз в среднем за 32-летний период наблюдений, а с момента начала мелиорации - в 10 раз и составило 10,54 ± 4,81 г/л, на участках «Госфонд» и «Новый опыт» в 3,5 - 6 раз - (6,28 ± 0,77 г/л) и 1,5 раза - (6,86 ± 1,95 г/л), соответственно. Это связано как с конструкцией опытных участков, определяемой, в основном, шириной межкулисных пространств (18, 40 и 56 м, соответственно), так и длительностью и интенсивностью мелиоративного воздействия.

Содержание, состав и запасы легкорастворимых солей в современных лугово-каштановых почвах в агролесомелиоративных системах

На участке «Гослесополоса 1\/-С», по сравнению с целинным аналогом, обнаружено появление солевого контура на глубине 300-350 см, образованного, в основном, хлоридами кальция (рис. 3). Установлено сохранение процессов промачивания верхнего метрового слоя, о чем свидетельствует отрицательный баланс солей (-14%) и накопление солей в нижней части профиля (на глубине 100-150 см - + 36%, на глубине 150-200 см - +82%). При этом верхние 130 см профиля опреснены, ниже до глубины 230 см проявляется средняя и сильная (Панкова, Новикова, 2002) степень засоления (преобладает ЫагБОД ниже - сильная (доминирует СаСЬ).

А В

"Новый опыт"

"Госфонд"

"Гос.полоса 1\ЛС"

"Целина 50-60-е годы"

5 10 .10

ммоль-жс/Ш*

•5 -50 -100 -150 -200 -250 •300 -ЗМ 400 -450 -600

5 10

кколь-]* «Л осе

"Новый опыт"

"Госфонд"

"Гос.полоса 1У-С"

5 10

ымоль-экв^ООг

-нсоз а

— Б04 Са

~Мд

— Ыа

Рисунок 3. Солевые профили целинных (А) и мелиорированных (Б) лугово-каштановых почв (по: Бычков и др., 2005). Целина 50-60 гг. (В) - (по: Роде, Польский, 1961).

На опытном участке «Госфонд» установлено увеличение содержания в почвенно-грунтовой толще ионов СГ и Са24, а также достоверное накопление иона БО^" в слое 400-500 см 11 иона Мд2+ практически по всему профилю. Прослеживается неизменное состояние 125-сантиметрового слоя на фоне засоления средней и нижней |<астей профиля с преобладанием в составе ЛРС хлоридов кальция (рис. 3; табл. 5).

Таблица 5. Запасы солей в лугово-каштановых почвах. Участок «Госфонд», 2002 г.: А - целина, Б - мелиорированной вариант. Средние из трех повторностей ± бо-верительный интервал при Р = 0,8.(по: Бычков и др., 2005)

Глубина,см Хсолей, кг/м2 НСОз" | С!" Саг1 Мд"

моль-экв/м^

А

0-50 0,48±0,10 3,33±1,84 0,36±0,09 2,38±1,14 2,37±0,14 0,00±0,00 3,69±0,48

50-100 0,66±0,18 4,90±0.76 0,51 ±0,29 I 2,88±2,99 4,09±1,71 0,00±0,00 4,48±3,96

100-150 0,72±0,45 4,95±1,53 1,32±2,09 3,00±5,44 4,93±0,68 0,92±0,94 3,67±6,06

150-200 0,82±0,65 4,97±1,58 3.56±6,60 I 2,58±4,23 6,25±4,15 0,31 ±0,30 4,71±6,31

200-250 0,74±0,35 4,58±1,11 2,|9±3,94 3,00±2,56 5.90±2,51 0,21±0,42 3,79±3,91

250-300 0,54±0,12 4.19±1,02 1 ,у0±2,82 0,85±0,83 5,53±2,17 0,21±0,42 1,27±0,70

300-350 0.62±0.10 3,96±0,63 1.56±2.64 1,85±3,00 5,78±3,01 0,63±0,21 1,55±2,28

350-400 0,63±0,27 4,13±1,04 1,51 ±2,69 2,10±2,53 6,16±2,95 1,50±1,07 1,80±2,40

400-450 0,68±0,36 4,21±0,96 1,62±2,74 3,06±3,92 6,68±4,14 0,86±0,61 1,89±2,31

450-500 0,67±0,36 3,93±1,54 1,53±2,52 3,87±3,64 5,97±4,62 1,14±1,37 2,28±2,18

0-200 2,68±1,26 18,15±5,50 5,^5±9,05 10,84±13,20 17,64±3,89 1,23±0,78 16.55i16.79

0-400 5,22±1,99 35,01±9,10 12,^0±21,12 18,63±16,17 41,01±14,27 3,79±0,94 24,97±20,04

0-500 6,56±2,69 43,15±11,59 15,84±26,38 25,56123,68 53,66±22,93 5,79±1,74 29,14±24,31

0-50 0,26±0,01| 2,97±0,29 0,19±0,21 0,00±0,001 3,33+0,761 0,39+0,391 0,00±0,001

50-100 0,42±0,11 4,78±0,41 0,12±0,18 0,33±0,63 4,94±3,02 0,91±0,70| 0,00±0,001

100-150 0,75±0,74 3,91±0,76 7,54±14,23 0,14±0,27 10,79±12,76 1,42±1,47 0.11 ±0,21

150-200 1,08±0,94 3,77±0,50 14,04±17,56 0,14±0,27 14,49±14,92 3,04+1,861 0,97±1,07

200-250 1,40±0,67 2,69+0,601 20,26±10,75Г 1,30±2,08 17,93+8,811 5,50±3,35| 1,14±0,87

250-300 1,50±0,64|" 2,69±0,69 20,38±10 93Т 3,02±3,05 17,04+7,161 6,Э0±2,211* 2,15±2,10

300-350 1,50+0,57! 2,74±0,361 18,07+10,69Т 4,37±2,70 17,36+5,87| 6,23±3,78т 2,95±5,75

350-400 1,57+0,621 2,70±0,76 16,52+8,51? 6,50±2,41 16,85±6,31| 5,00±3,06 4,14±7,15

400-450 1,78+0,44|* 2,53±0,54| 14,07±6,87| 12,22±4,98Г 18,26±7,141 6,65±2,42| 4,22±3,85

450-500 1,60±0,27| 2,84±1,13 11,85±5,73[ 10,81±2,82| 15,87±5,42 4,46±3,42 5,20±3,07

0-200 2,51±1,79 15,43±0,95 21,90±31.48 0,60±1,17 33,56±31,36 5,7712,65т 1,07±1,25

0-400 8,48±4,06 26,25±2,95 97,|12±69,78 15,79±8,26 102,75±56,34 29,39+3,33|* 11,45±15,52

0-500 11,87±4,43 31,62±3,81 123,04±82,02 38,82±12,55 136,88±62,24 40,49+3,351* 20,87±16,25

| -значимое при Р=0,8 увеличение запасов ¡солей по сравнению с целиной; |*-значимое при Р=0,9 увеличение запасов солей по сравнению с целиной; значимое при Р=0,9 уменьшение запасов по сравнению с целиной.

Опытный участок «Новый опыт» характеризуется появлением средней степени засоления с глубины 100 см и преобладанием в составе ЛРС сульфатов натрия. Баланс запасов ЛРС указывает на увеличение их содержания в верхнем 50-см слое почти вдвое в сравнении с целинным аналогом. Прослеживается достоверное увеличение содержания ионов СГ в слое 200-250 см и ниже, ионов 304 в слое 250-300 см и ниже, ионов Са2+ и №+ - с глубины 350-400 см и ниже.

На всех без исключения участках констатируются процессы засоления нижней части почвенно-грунтовой толщи (образование новых солевых контуров в пределах капиллярной каймы), обусловленные как направленным вверх градиентом всасывающего давления при восходящем потоке влаги в условиях ее дефицита, так и условиями весеннего промачивания почвогрун-та. Глубина зоны опреснения тем больше, чем уже расстояние между лесными кулисами (на «Гослесополосе» -18 м, «Госфонде» - 40 м, «Новом опыте» - 56 м). Это связано с лучшим снегонакоплением в более узких лесополосах (Базыкина, Оловянникова, 1996).

При этом, несмотря на усиление негативных тенденций засоления, современные данные свидетельствуют о сохраняющейся зоне опреснения мощностью 1-1,5 м, что вполне достаточно для выращивания сельскохозяйственных растений.

Глава 7. Перераспределение легкорастворимых солей в процессе мелиорации

Состав и минерализация грунтовых вод под мелиорированными почвами

солонцового комплекса

Подтверждены достоверно установленные ранее (Максимюк, 1989) негативные тенденции засоления грунтовых вод под всеми членами солонцового комплекса. Прослежена динамика этого процесса на более поздних стадиях мелиорации на участке «Госфонд».

Наблюдается увеличение минерализации (до 15,8 г/л) почвенно-грунтовых вод под мелиорированными солончаковыми солонцами - в 2 раза по сравнению с данными 1983 года и в 4 раза - по сравнению с 1973 годом (Биогеоценотические основы..., 1974; Максимюк, 1989). Содержание в них ионов СГ и №+ увеличилось в 2-3 раза. Возросло и содержание ионов Э042", Са2+ и Мд2+. Минерализация грунтовых вод под лугово-каштановыми почвами увеличилась в 2,5 раза и составила 7,9 г/л против 3,2 г/л в 1983 году и 1,4 г/л - в 1973 году. Содержание в них иона СГ возросло в 4 раза, Мд2+ - в 4,5 раза, ионов БО/", Са2+ и №+ - вдвое. Состав вод стал сульфатно-хлоридно-магниевым (табл. 6).

Отмечается нарушение наблюдаемых в целинных условиях закономерностей пространственного распределения солей в грунтовых водах под различными типами почв, что подтверждается сильным засолением грунтовых вод в наиболее низкой точке западины с лугово-каштановой почвой в центре межкулисных пространств (скважина № 1).

Причин столь резкого изменения солевого состава грунтовых вод несколько. В мелиорируемых солончаковых солонцах продолжаются процессы выщелачивания легкорастворимых солей, перемещение их в нижнюю часть почвенного профиля, закономерно приводящее к их выносу в грунтовые воды, минерализация которых продолжает увеличиваться. В лугово-каштановых почвах наблюдаеуся снижение влагообеслеченности из-за выравнивания микрорельефа при проведении мелиоративных мероприятий и менее частого, чем в целинны|< условиях, сквозного промачивания и пополнения грунтовых вод, приводящее, в связи с этим, к исчерпанию и последующему засолению пресной линзь!| ГВ.

Таблица 6. Состав и минерализация грунтовых вод под целинными и мелиорированными почвами солонцового комплекса. Участок «Госфонд», 2002 г.

№ скважины - тип почвы УГВ, СМ I 2 солей, г/л НСОз" | СГ | ЭО^" I Са^ | Мд2* | Ыа+

ммоль-экв/л

Целина

Скважина 1 - Солонец 451 I 3,6 3,0 18,8 35,0 26,5 19,0 11,5

Скважина 2 - Солонец 449 I 3,2 3,2 14,5 32,5 26,5 18,0 6,1

Скважина 3 - Светло-каштановая 440 1,1 3,6 6,3 7,5 11,5 4,5 1,9

Скважина 4 - Лугово-каштановая 438 I 1,0 5,2 0,2 7,5 5,0 1.0 7,3

Скважина 5 - Лугово-каштановая 433 | 0,8 5,3 0,2 4,5 3,5 4,0 3.4

Мелиорированный вариант

Скважина 1 - Лугово-каштановая 415 7,9 3,3 93,5 40,0 39,5 52,0 46,0

Скважина 3 - Лугово-каштановая 429 5,9 7,8 53,3 35,5 28,5 33,0 35,9

Скважина 5 - Светло-каштановая 435 4,6 4,0 42,1 30.5 25,5 32,0 19,5

Скважина 7 - Светло-каштановая 437 8,6 7,6 85,1 49,0 41,0 46,0 56,3

Скважина 9 - Светло-каштановая 438 5,9 5,0 46,5 44,0 34,5 28,5 33,3

Скважина 11 - Солонец 434 I 12,7 7,2 102,1 96,0 46,5 57,0 103,0

Скважина 13 - Солонец 440 19,1 7,0 131,4 166,0 36,0 79,0 190,6

Скважина 15 - Солонец 443 15,8 6,0 127,9 122,0 34,0 75,5 148,6

Из-за освоения корнями древесных растений всего межкулисного пространства и сомкнутости корневых систем в подземной сфере межкулисных пространств происходит усиление потребления доступной пресной влаги на

десукцию, а, следовательно, грунтовых вод этих зон.

и прогрессирующее засоление почвенно-

Распределение легкорастворимых солей в толще целинных и мелиорированных почв солонцового комплекса

На современном этапе в результате длительного 40-летнего мелиоративного воздействия в солонцах, при сохраняющихся процессах выщелачивания ЛРС из почвенного профиля с выносом последних в грунтовые воды, тем не менее, на фоне подъема УГВ выявлены признаки реставрации процессов засоления с преобладанием ионов СГ, Са2+ и БОд2", содержание которых резко увеличивается с глубины 70 см (рис. 4).

В светло-каштановых почвах, занимающих промежуточное положение, также произошли некоторые изменения солевого состояния. Однако из-за недостаточности собранных дачных и ввиду того, что процессы перераспределения ЛРС в профиле этих почв не так четко выражены, выявить досто-

М: 2 м. 1—1

Рисунок 4. Топогэпоизоппеты распределения иона С1- (ммоль-экв/100 г) по профилю мелиорированных почв солонцового комплекса на участке «Госфонд»: А - 1973 г; В - 1983 г; С - 2002 г.; О - топогалоихплеты суммы солей, % - 2002 а. (А и В- по: Повышение продуктивности..., 1989).

верных тенденций формирования нового солевого состояния не представляется возможным.

В лугово-каштановых почвах (центр межкулисных пространств) произошло формирование нового солевого контура, верхняя часть которого представлена преимущественно ионами 3042", НС03", Саг+ и Ыа+, нижняя -ионами Саг+ и СГ. Содержание иона С!" в почвенно-грунтовой толще центральных западин достигает величин 2,0-3,5 ммоль-экв/100 г, те токсичных для растений количеств, чего не наблюдалось на более ранних этапах мелиорации (Максимюк, 1989, Базыкина, 2000).

«А» «В» «С» «I)»

В распределении запасов солей в почвенно-грунтовой толще мощностью 0-500 см в пространстве от центра западины с луговокаштановой почвой к кулисе с мелиорированным солонцом выявляется парадоксальная, на первый взгляд, закономерность. На фоне постепенного увеличения засоленности почвогрунта (от лугово-каштановой почвы к солонцу), что, впрочем, наблюдается и а целинных условиях, наибольший запас иона хлора приходится на лугово-каштановую почву. В целинных же условиях незначительному количеству ЛРС соответствует и незначительное присутствие иона хлора, и наоборот (рис. 5, рис. 6).

На современном этапе относительно целины под воздействием мелиорации в солончаковых солонцах произошло уменьшение запаса солей, в среднем, в 1,5 раза, а иона хлора - в 4-5 раз в толще 0-500 см, в лугово-

каштановых почвах запас солей возрос в 2,5-3 раза, а иона хлора увеличился на два порядка. В то же время, относительная доля содержания хлора в общей сумме солей в лугово-каштановых почвах участка «Госфонд» возросла лишь в 2 раза относительно целины, достигнув 30%.

130.0 юо.о во.о во.о

40.0 го о О.о

70. в р

И

_ 1

П Запа^ > о I V - < '' •/

16.0 14.0 12.0 10.0 С 0 % 6.0 4.0 2.0 0.0

/ / /

3 Запас С1,мольокв^н2 ♦ От н доля С! от запаса соп*й ,% ■

Рисунок 5. Распределение запасов. А - солей (кг/м2) и Б - иона СГ (моль-экв/м2) в слое 0-500 см от центра западины с лугово-каштановой почвой через светло-каштановую почву к микроповышению с солончаковым солонцом. «Госфонд», целина, 2002 г.

Наблюдаемое распределение солей объясняется процессами десукции влаги корнями вяза, освоившими все межкулисное пространство и особенно лугово-каштановые почвы, что приводит к поступлению в них подвижных ионов - особенно хлора, накопление которого и происходит в средней части почвенного профиля, вне зоны ежегодного промачивания почв. Это засоление носит преимущественно хлоридно-кальциевый характер.

Таким образом, современный этап мелиорации почв солонцового комплекса характеризуется усилением процессов засоления почвенно-грунтовой толщи и трансформацией солевых профилей. На интенсификацию упомянутых процессов оказывают влияние низкая влагообеспеченность почв (при слабой весенней влагозарядке), степень засоления грунтовых вод, смещение вверх по профилю капиллярной каймы (вследствие подъема УГВ), усиленный расход из грунтовых вод (процессы десукции), образование депрессионных воронок в зеркале ГВ под лугово-каштановыми почвами.

100.0 so о so о

70,0

ч 60,0

I 50.0

30.0 i 20,0 1 1s-e 10.0 0.0

Ш

f J? <r <r tfT

□ За лас Солей, кг/м.2 |

^ ^ z x у X / x

с? о (fi cP с? а"

/vvyy/ZZ

'""l" д -1 л г "1.МСЛ ь-л КГ4/М2 -*~Отн. доля СI от запаса солей.,% i

Рисунок б. Распределение запасов: А - солеи (кг/м2) и Б - иона С! (моль-экв/м2) в слое 0-500 см по профилю от центра межполосного пространства (западина с пуго-во-каштановой почвой) до древесных кулис (солончаковый солонец). Участок «Госфонд», 2002 г.

Солевое состояние лугово-каштановых почв под древесными насаждениями в кулисе

Грунтовые воды под лугово-каштановыми почвами на участке «Госфонд» непосредственно под лесными кулисами также сильно засолены (до 5 г/л) и имеют хлоридно-сульфатно-кальциевый тип засоления

В почвенном профиле под лесной кулисой ЛРС находятся практически у поверхности. По-видимому, это связано с мощным подтягивающим десук-тивным действием корней деревьев. Здесь солевой горизонт оказывается «подвешенным» в зоне интенсивного влагообмена. Максимум скоплений ЛРС, превышающий содержание 0,3%. приурочен к глубине 100-400 см. В межкулисном же гространстве сохраняется зона опреснения: здесь поступление ЛРС ограничивается капиллярной каймой грунтовых вод и резко увеличивается лишь с глубины 220-230 см (рис. 7).

№1

К* А

40 -3,0 -2,0 -1,0 0,0 1,0 2,0 3.0 4,

№2

К' А"

•1,0 0,0 1,0 2,0 3.0 4.0 -4,0 -3,0 -2,0

0,А-

№3

Рисунок 7. Солевой профиль каштановой почвы (в центре межп

целинной (№ 1) и мелиорированной лугово-элосных пространств - № 2, под кулисой - № 3)

Происходит существенное ве под кулисой: содержание ион

В почве под кулисой запасы солей резко возрастают уже с глубины 50 см и составляют 0,7 кг/м2. На глубине 100 см их величина удваивается - 1,4 кг/м2, в следующем полуметре вновь удваивается и постепенно увеличивается до глубины 400 см. Запас солей в двухметровой толще составляет 8,0 кг/м2, что в четыре раза превышает эту величину в лугово-каштановых почвах в межкулисных пространствах.

увеличение запасов отдельных ионов в поч-а хлора фиксируется уже с глубины 100 см, а в почве межкулисного пространства - с 200 см. При этом запасы иона СГ в двухметровой толще под кулисой составляют почти 35 моль-экв/м2 (-14,6% от общего запаса солей) против 2,5 моль-экв/м2 (~ 4,5% от запаса солей) в межкулисном пространстве. В слоях же 0-400 см (117,5 и 92,4 ммоль-экв/м ) и 0-500 см (133,8 и 143,1 ммоль-экв/м2) соответственно, различия в запасах иона С1- несущественны. Аналогичный характер распределения имеют и запасы иона кальция, мигрирующего совместно с ионом хлора.

Существенное увеличений с глубины 100 см запасов сульфат-иона в 20 и более раз, а иона натрия в 7 и более раз, а также их высокое содержание и в нижележащих горизонтах лугово-каштановой почвы под кулисой свидетельствуют о засолении не только нижней части профиля в пределах капиллярной каймы, но и верхней его части, т.е. обнаруживаются явные признаки ухудшения солевого состояния верхней 2-метровой толщи лугово-каштановых почв, чего ранее не наблюдалось ни на одном мелиорируемом объекте.

Глава 8. Роль древесных насаждений в современном профильном и пространственном распределении солей в лугово-каштановых

I почвах

Состав и минерализация грунтовых вод лугово-каштановых почв под

лесными колками

Подтверждены ранее выяе;. ные тенденции постепенного

ленные (Оловянникова, 1990, 1996) негатив-засоления почвенно-грунтовых вод лугово-

каштановых почв, находящихся под нагрузкой многорядных лесных насаждений колочного типа.

Установлено увеличение минерализации грунтовых вод, залегающих под лугово-каштановыми почвами всех вариантов колков. Наиболее засоленными из рассматриваемых являются «Сухой», «Центральный», «Дубовый» колки. Их минерализация в среднем составила около 2,6 г/л, при содержании иона хлора 13,8 ммоль-экв/л в первом варианте, 3,5 ммоль-экв/л - во втором и 7,5 ммоль-экв/л - в третьем, соответственно.

Менее засоленным вариантом колочного лесоразведения является «Лесосечный» колок. Он характеризуется относительно низкой минерализацией грунтовых вод (на уровне -1,0 г/л), а также низким содержанием иона СГ (~ 2,4 ммоль-экв/л). Однако, несмотря на весьма благоприятный водно-солевой режим данного участка, который обязан удачной конструкции, выбору древесных пород (преобладают дуб черешчатый в сочетании с вязом приземистым), краевому местоположению, - по мере развития насаждения прослеживаются тенденции появления некоторого засоления ГВ. Если 70-е годы содержание солей в грунтовых водах в среднем составляло 0,5-0,6 г/л (Оло-вянникова, 1976), то в настоящее время эта величина колеблется в пределах от 1,0 до 2,3 г/л. Обнаружено заметное накопление ионов СГ (7,2-8,6 ммоль-экв/л), ионов 8042" - (18,0-20,5 ммоль-экв/л), Са2+ - (11,5-16,5 ммоль-экв/л), Мд2+ - (13,5-27,0 ммоль-экв/л) и - (до 4,7 ммоль-экв/л). Изменился свойственный лугово-каштановым почвам химизм засоления (с гидрокарбонатно-кальциевого на хлоридно-сульфатно-кальциевый).

Тем не менее, сопоставление данных по составу и минерализации поч-венно-грунтовых вод под целинными и колковыми («Лесосечный» колок) лугово-каштановыми почвами, находящимися под воздействием современных климатических факторов, выявило стабильно-устойчивое состояние последних, которое обязано сохраняющимся под пологом лесных насаждений процессам периодического сквозного промачивания и возобновления пресной линзы почвенно-грунтовых вод за счет дополнительного снегонакопления.

Содержание и состав легкорастворимых солей в лугово-каштановых почвах под лесными колками

Установлено формирование новых солевых контуров в профилях лугово-каштановых почв на участках «Дубового» и «Центрального» колков. Выявлено интенсивное увеличение содержания солей, в основном представленных хлоридами кальция, уже с глубины 130-150 см. Кроме того, на участке «Дубовый» колок на глубине 80-100 см обнаруживается некоторое накопление сульфата натрия (рис. 8).

Менее сильное засоление верхней части почвенного профиля наблюдается на участке «Сухой» колок. Прослеживается скачкообразное увеличение содержания солей с глубины 170-180 см. К этой же глубине приурочен пик накопления ионов СГ, характеризующийся меньшей интенсивностью, чем на ранее представленных двух вариантах опыта (рис. 9). Отличительной особенность рассматриваемого опытного участка является существенное накопление в нижней части почвенного профиля (глубина 350 см) солей сульфата натрия.

"Центральный"

Дубовый"

К* А*

-----нсоз ......С! -804

-----Са ......Мд —Ыа

6 10 16 -15 ымоль-зкв/1 ООв

Рисунок 8. Солевые профип ными колками

"Лесосечный"

Целина

10 15 ммоль-зквЛООг

-Ю0 а -150 ^ -200 №

Цбон -600-'

и лугово-каштановых почв целины и под лес-

| 6 10 15 дшоль-эмЛОО*

Оптимальным солевым режимом обладает «Лесосечный» колок. Выявлено отсутствие накопления легкорастворимых солей в 2-метровой толще почвы. Графическое отображение положительного баланса запасов солей и баланса запасов иона СГ на глубине 50-100 см хотя и свидетельствует о некотором увеличении их содержания в верхних слоях почвенного профиля почв, но не может являться достоверным выводом о существующих тенденциях накопления солей ввиду незначительных концентраций определяемых величин (рис. 8; рис. 9).

Лишь в нижней части почвенно-грунтовой толщи с глубины 250-300 см обнаружено накопление солей | и формирование нового контура засоления, основными составляющими которого являются хлориды и сульфаты кальция (рис. 8; рис. 9).

Это является результатом двух разнонаправленных процессов: восходящего тока солей из грунтовых вод за счет подтягивания влаги корнями древесных насаждений при десукции и периодического сквозного лромачива-ния почв при заполнении западен талыми водами.

Запас солеи

11. I

.д. Гк.,">.П II . I

С ■:>: ) МЯО*]

Запас С1

»ОМ »0.0 «0.9 40.0 20,0

0-i-.rlJ.XJ л

3 * 8

___-.Гк«.

М 3 М

.11.1 I 5 1

о о 6

34.0 30.0 540

Па.Й.Я.Д.Д, д.я.ид л,. ? г

10.0

? * [ЙЦмммд * Г»сос»ч»ыЦ

Запас Э04

а £ ? I

и 1 ■

8 § 8 8 ! ! 9 5

1Ю с но, & 120.0 100,0 во.о

I ■. 1

.:«.:».'».;■.il.il.. % * ? МММ III

ТОО «о.о 40,0 40,0 10,0

Запас Мд

и^шидм

¥ м м м м I

I I IV М

Баланс запасов солей {%)

•ьо ? 8 т?

Л

мм

«я.

% § Р

Баланс запасов С1- (%)

100 -200 ' 100 1

? | В

щ

1 I I I

! !

Рисунок 9. Запасы солей (кг/м ) и отдельных ионов (моль-эщ/м ) в целинных и кол очных лугово-каиткиючых почв («Лесосечный» колок). Башне запасов солей и СГ, % от целины, 2004 г.

Данные солевого состояния грунтовых вод и почвенного профиля луго-во-каштанозой почвы западины под опытным участком «Лесосечный» колок свидетельствуют о возможности создания оптимальной экосистемы, способствующей поддержанию устойчивого солевого равновесия почв. Лесные культуры этого участка, находясь а весьма удовлетворительном состоянии, сформировали особый локальный комплекс, «вписанный» в западину и оптимизирующий условия своего существования, а именно необходимую влаго-

обеспечность, без существенного изменения солевой обстановки и свойств лугово-каштановых почв. Это подтверждается сохранением 2-метровой и более зоны опреснения и наличием слабоминерализованных грунтовых вод. Долговечность искусственных лесных колков по западинам, по-видимому, связана с тем, что их ежегодный эвапотранспирационный расход компенсируется дополнительным увлажнением почвогрунта (хотя и при некотором засолении грунтовых вод). |

Длительное существование искусственных лесных колков по западинам без проведения постоянных агротехнических и лесоводственных уходов является основанием для рекомендации их к широкому применению в лесо-культурных мероприятиях.

ВЫВОДЫ

1. Подъем уровня грунтовых вод, начавшийся с 80-х годов XX столетия и достигший уровня 4,5 - 5,0 м ¡от поверхности (против 6,5 - 7,0 м в середине 50-х годов), является определяющим фактором формирования современного солевого состояния лугово-каштановых почв. Достоверно установлено пятикратное увеличение минерализации грунтовых вод и изменение их состава под целинными лугово-каштановыми почвами, что обусловливает замещение гидрокарбонатно-кальциевого | типа засоления хпоридно-сульфатно-натриевым, приближающимся по составу к грунтовым водам под целинными солончаковыми солонцами. I

2. Засоление нижней и ¡средней части профиля лугово-каштановых почв, а также усложнение строения солевого профиля почв определяется воздействием капиллярной каймы поднявшихся засоляющихся грунтовых вод. В составе легкорастворимых солей доминируют хлориды и сульфаты натрия.

3. Солевой режим мелиорированных почв формируется под воздействием агролесомелиоративных систем на фоне сокращения мощности зоны аэрации и усиления десукции древесными растениями. Это вызывает изменение химизма засоления грунтовых вод с накоплением в них ионов СГ и Са2+, а также увеличение их минерализации в 2 раза (до 15,8 г/л) - под солонцами и в 2,5 раза (до 7,9 г/л) - под лугово-каштановыми почвами межкулисных пространств.

4. В лугово-каштановых почвах межкулисных пространств под воздействием лесомелиорации обнаружено образование и перемещение вверх по профилю нового солевого контура, верхняя часть которого сформирована преимущественно ионами БО,»2"] Са2+, НС03' и Ыа+, нижняя часть - Са2+ и СГ.

5. В мелиорированных почвах солонцового комплекса выявлен обратный, не свойственный целинном условиям, характер распределения иона хлора: здесь меньшему запасу ¡солей в лугово-каштановой почве соответствует больший запас хлора. На целине на фоне постепенного увеличения засоленности почвогрунта при переходе от лугово-каштановой почвы к солонцу происходит увеличение и запаса иона хлора.

6. В лугово-каштановой почве под древесной кулисой выявлено наиболее сильное засоление с явными признаками ухудшения солевого состояния

2-метровой почвенной толщи: запасы солей в этом слое в четыре раза превышают эту величину в лугово-каштановых почвах межкулисных пространств, а существенное накопление запасов иона CI- и других сопутствующих ионов отмечается уже с глубины 50 -100 см.

7. Современный этап лесомелиорации почв солонцового комплекса характеризуется усилением процессов засоления почвенно-грунтовой толщи и трансформацией солевых профилей. На интенсификацию этих процессов оказывают влияние низкая влагообеспеченность почв при слабой весенней влагозарядке, степень засоления грунтовых вод, усиленный расход из грунтовых вод при десукции растений, образование депрессионных воронок в зеркале грунтовых вод под лугово-каштановыми, смещение вверх по профилю капиллярной каймы вследствие подъема УГВ.

8. Разработанная на Джаныбекском стационаре система агролесомелиорации является вполне успешной, экологической щадящей и приемлемой для длительного сельскохозяйственного использования и обеспечивает сохранение в пределах корнеобитаемой толщи зон опреснения мощностью 11,5 м на участках интенсивной мелиорации даже в условиях подъема УГВ.

9. На некоторых участках под сохранившимися по западинам древесными насаждениями 55-летнего возраста, сформировавшими своеобразные колки, фиксируется сохранение благоприятного устойчивого солевого состояния почв. Данное обстоятельство подтверждает перспективность выращивания лесных насаждений на почвах солонцового комплекса даже в условиях подъема УГВ.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Бычков H.H., Сиземская М.Л. Оценка современного солевого состояния лугово-каштановых почв Северного Прикаспия в условиях подъема уровня грунтовых вод II Экология и биология почв. Матер. Междунар. науч. конф. Ростов-на-Дону. 22-23 апреля 2004 г. ЦВВР, 2004. С. 33-34.

2. Бычков H.H., Колесников A.B., Сиземская М.Л. Солевое состояние луго-во-каштановых почв в агролесомелиорированных системах Северного Прикаспия II Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2005. № 2. С. 44-51.

3. Сиземская М.Л., Бычков H.H. Солевое состояние лугово-каштановых почв Северного Прикаспия в условиях подъема уровня грунтовых вод И Почвоведение. 2005. № 5. С. 543-549.

4. Сиземская М.Л., Соколова Т.А., Бычков H.H., Володина И.В., Колесников A.B., Сапанов М.К., Субботина И.В., Толпешта И.И. Солевое состояние почв естественных полупустынных и искусственных лесных экосистем Северного Прикаспия (на примере почв Джаныбекского стационара) // Лесные стационарные исследования: методы, результаты, перспективы. Материалы Совещания. Москва, 18-20 сентября 2001 г. С. 492-494.

5. Бычков H.H. Современное солевое состояние лугово-каштановых почв западин солонцового комплекса Северного Прикаспия (на примере почв Джаныбекского стационара) // Тезисы докладов X международной конфе-

ренции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов -2003». М„ 2003. С. 19-20.

6. Бычков H.H. Влияние почвенно-гидрологической обстановки Северного Прикаспия на солевое состояние лугово-каштановых почв солонцового комплекса как объекта окружающей среды (на примере почв Джаныбекского стационара) // Тезисы докладов Международной молодежной конференции «Экология- 2003». Архангельск, 2003. С. 12.

7. Сиземская М.Л., Соколова Т.А., Толпешта И.И., Бычков H.H., Колесников A.B., Топунова И.В. Современные тенденции эволюции солевого состояния почв солонцового комплекса Северного Прикаспия // Биоресурсы и биоразнообразие экосистем Поволжья. Мат-лы международного совещ., по-свящ. 10-летию Саратовского] филиала ИПЭЭ им. А.Н.Северцова РАН. 2428 апреля 2005 г., Саратов. 2005. С. 50-51.

Подписано в печать 02.04.2007 г. Исполнено 03.04.2007 г. Печать трафаретная.

Заказ № 248 Тираж: 100 экз.

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (495) 975-78-56 wvw.autorererat.vu

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Бычков, Николай Николаевич

Введение.

Глава 1. Общая характеристика работы.

Глава 2. Природные условия, почвенный и растительный покров Джаныбек-ского стационара. Эволюция почв солонцового комплекса Северного Прикас-пия. Принципы и агротехника мелиорации почв солонцового комплекса.

Глава 3. Объекты и методы исследования.

Глава 4. Характеристика лугово-каштановых почв и их генезис. Вопросы классификации лугово-каштановых почв (Литературный обзор).

Глава 5. Солевое состояние целинных лугово-каштановых почв Северного Прикаспия в условиях подъема грунтовых вод. (Современные данные по сравнению с результатами, полученными в 1950-60 гг.).

Глава 6. Солевое состояние лугово-каштановых почв в агролесомелиоративных системах.

Глава 7. Перераспределение легкорастворимых солей в процессе мелиорации.

Глава 8. Роль древесных насаждений в современном профильном и пространственном распределении солей в лугово-каштановых почвах.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологическая оценка современного солевого состояния лугово-каштановых почв в лесомелиоративных системах Северного Прикаспия"

Солевое состояние почв во многом определяет возможность их сельскохозяйственного использования, выбор подходов и методов мелиорации. В этой связи, определенный интерес представляют исходно незаселенные лугово-каштановые почвы западин, входящие в солонцовый комплекс Северного Прикаспия и занимающие до 25 % площади. Именно их присутствие в составе солонцового комплекса позволяет также рассчитывать и на успешность проведения лесомелиоративных мероприятий, необходимых в полупустыне для улучшения жизни людей.

В условиях подъема уровня грунтовых вод и усиления гидроморфности почв назрела необходимость в комплексном изучении изменения солевого состояния целинных лугово-каштановых почв, а также оценке их антропогенной эволюции.

Выбор агролесомелиоративных мероприятий как системы сельскохозяйственного освоения почв Прикаспийской низменности во многом определили водно-физические свойства почв. Подчиненное положение лугово-каштановых почв в микрорельефе и зависимость их от соседних участков из-за перераспределения влаги, включение в мелиоративный процесс из-за тесного «соседства» с мелиорируемыми солонцами и влияние лесных насаждений различных типов на фоне почти двухметрового подъема уровня грунтовых вод внесли существенные изменения в солевое состояние как целинных и мелиорированных лугово-каштановых почв, так и лугово-каштановых почв, находящихся под лесными насаждениями.

Проведен анализ влияния на солевой режим лугово-каштановых почв выявленных факторов, таких как: подъем уровня грунтовых вод и общее увеличение увлажненности территории, интенсивное течение мелиоративного процесса, роль древесных насаждений в профильном и пространственном распределении солей и их совокупного влияния.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Бычков, Николай Николаевич

выводы

1. Подъем уровня грунтовых вод, начавшийся с 80-х годов XX столетия и достигший уровня 4,5 - 5,0 м от поверхности (против 6,5 - 7,0 м в середине 50-х годов), является определяющим фактором формирования современного солевого состояния лугово-каштановых почв. Достоверно установлено пятикратное увеличение минерализации грунтовых вод и изменение их состава под целинными лугово-каштановыми почвами, что обусловливает замещение гид-рокарбонатно-кальциевого типа засоления хлоридно-сульфатно-натриевым, приближающимся по составу к грунтовым водам под целинными солончаковыми солонцами.

2. Засоление нижней и средней части профиля лугово-каштановых почв, а также усложнение строения солевого профиля почв определяется воздействием капиллярной каймы поднявшихся засоляющихся грунтовых вод. В составе легкорастворимых солей доминируют хлориды и сульфаты натрия.

3. Солевой режим мелиорированных почв формируется под воздействием агролесомелиоративных систем на фоне сокращения мощности зоны аэрации и усиления десукции древесными растениями. Это вызывает изменение химизма засоления грунтовых вод с накоплением в них ионов СГ и Са , а также увеличение их минерализации в 2 раза (до 15,8 г/л) - под солонцами и в 2,5 раза (до 7,9 г/л) - под лугово-каштановыми почвами межкулисных пространств.

4. В лугово-каштановых почвах межкулисных пространств под воздействием лесомелиорации обнаружено образование и перемещение вверх по профилю нового солевого контура, верхняя часть которого сформирована преимущественно ионами SO42', Са2+, НСОз" и Na+, нижняя часть - Са2+ и СГ.

5. В мелиорированных почвах солонцового комплекса выявлен обратный, не свойственный целинным условиям, характер распределения иона хлора: здесь меньшему запасу солей в лугово-каштановой почве соответствует больший запас хлора. На целине на фоне постепенного увеличения засоленности почвогрунта при переходе от лугово-каштановой почвы к солонцу происходит увеличение и запаса иона хлора.

6. В лугово-каштановой почве под древесной кулисой выявлено наиболее сильное засоление с явными признаками ухудшения солевого состояния 2-метровой почвенной толщи: запасы солей в этом слое в четыре раза превышают эту величину в лугово-каштановых почвах межкулисных пространств, а существенное накопление запасов иона С1- и других сопутствующих ионов отмечается уже с глубины 50 -100 см.

7. Современный этап лесомелиорации почв солонцового комплекса характеризуется усилением процессов вторичного засоления почвенно-грунтовой толщи и трансформацией солевых профилей. На интенсификацию этих процессов оказывают влияние низкая влагообеспеченность почв при слабой весенней влагозарядке, степень засоления грунтовых вод, усиленный расход из грунтовых вод при десукции растений, образование депрессионных воронок в зеркале грунтовых вод под лугово-каштановыми, смещение вверх по профилю капиллярной каймы вследствие подъема УГВ.

8. Разработанная на Джаныбекском стационаре система агролесомелиорации является вполне успешной, экологической щадящей и приемлемой для длительного сельскохозяйственного использования и обеспечивает сохранение в пределах корнеобитаемой толщи зон опреснения мощностью 1-1,5 м на участках интенсивной мелиорации даже в условиях подъема УГВ.

9. На некоторых участках под сохранившимися по западинам древесными насаждениями 55-летнего возраста, сформировавшими своеобразные колки, фиксируется сохранение благоприятного устойчивого солевого состояния почв. Данное обстоятельство подтверждает перспективность выращивания лесных насаждений на почвах солонцового комплекса даже в условиях подъема УГВ.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Бычков, Николай Николаевич, Москва

1. Абатуров БД. Млекопитающие как компонент экосистем. М.: Наука, 1984. 286 с.

2. Абатуров БД., Зубкова JI.B. Роль малых сусликов (Citellus pygmaeus Pall.) в формировании западинного микрорельефа и почв в Северном Прикаспии // Почвоведение. 1972. №5. С. 59-67.

3. Андрюшенко О.П. Естественно-исторические условия комплексной степи Джаныбекского района западно-казахстанской области (к вопросам орошения и обводнения прикаспийской низменности). Минск: Изд-во БГУ им. В.И. Ленина, 1956.172 с.

4. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во МГУ, 1970. 490 с.

5. Базилевич Н.И., Панкова Е.И. Опыт классификации почв по засолению // Почвоведение. 19686. № 11. С. 3-16.

6. Базилевич Н.И., Панкова Е.И. Опыт классификации почв по содержанию токсичных солей и ионов // Бюл. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. 1972. Вып. 5. С. 36-40.

7. Базовые шкалы свойств морфологических элементов почв. М., 1982. 58 с.

8. Базыкина Г.С. Экологическая оценка антропогенно-измененных лугово-каштановых почв солонцового комплекса Северного Прикаспия при агролесомелиорации в богарных условиях // Почвоведение. 2000. №11. С. 13401348.

9. Базыкина Г.С., Большаков А.Ф. Освоение почв полупустынного солонцового комплекса Северного Прикаспия в богарных условиях // Вестник с.-х. науки. 1985. №3. С. 42-47.

10. Биогеоценотические основы освоения полупустыни Северного Прикаспия. М.: Наука, 1974. 360 с.

11. Большаков А.Ф. Водный режим почв комплексной степи Прикаспийской низменности Труды Почв, ин-та им. В.В. Докучаева АН СССР, 1950а. Т. 32.

12. М.Большаков. А.Ф., Базыкина Г.С. Природные биогеоценозы и условия их существования Биогеоценотические основы освоения полупустыни Северного Прикаспия. М., 1974, С. 6-35.

13. Бычков Н.Н., Колесников А.В., Сиземская M.JI. Солевое состояние лугово-каштановых почв в агролесомелиоративных системах Северного Прикаспия // Вестник МГУ. Сер. 17. Почвовед. 2005. № 2. С. 44-51.

14. Верба (Лебедева) МЛ., Кулакова Н.Ю., Ямнова И.А. Диагностика почвообразовательных процессов залежных темноцветных черноземовидных почв падин Северного Прикаспия // Почвоведение. 1996. 5. С. 1098-1110.

15. Вишневская И.В. Лугово-каштановые почвы // Почвы комплексной равнины Северного Прикаспия и их мелиоративная характеристика. М.: Наука, 1964. С. 60-113.

16. Водный режим почв полупустыни. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 255 с.

17. Вомперский С.Э., Добровольский Г.В., Сапанов М.К, Сиземская М.Л., Соколова Т.В. Рукотворный лесной оазис в полупустыне // Вестник РАН. 2006. № 9. С. 798-804.

18. Вомперский С.Э., Оловянникова И.Н. Лесоаграрная система освоения полупустынных земель Прикаспия // Изв. АН СССР. Сер. биол., № 5. 1984. С. 675-686.

19. Вомперский С.Э., Оловянникова КН., Базыкина Г.С., Сапанов М.К., Сиземская M.JI. Основные итоги биогеоценотических исследований и лесомелиорации в полупустыне Северного Прикаспия // Почвоведение. 2000. № 11. С. 1305-1317.

20. Гедройц К.К. Избранные сочинения. М.: ГИСХЛ, 1955. Т. 1. 2.

21. Геннадиев А.Н., Пузанова Т.А. Эволюция почвенного покрова Западного Прикаспия в голоцене // Почвоведение. 1994. № 2. С. 5-15.

22. Герасимов И.П. Почвы Прикаспийской низменности // В кн.: Почвы СССР. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1939. Т 3. С. 277-296.

23. Ъ2.Девятых В.А. Генетические особенности почв солонцового комплекса Северо-Западного Прикаспия: Автореф. дисс. канд. биол. наук. М., 1970.17с.

24. ЪЪДемкин В.А., Демкина Т.С., Борисов А.В. и др. Изменение почв и природных условий полупустынного Заволжья за последние 4000 лет // Почвоведение. 2004. №3. С. 271-283.

25. Доскач А.Г. Природа северной части Волго-Уральского междуречья // В кн.: Почвы комплексной равнины Северного Прикаспия и их мелиоративная характеристика М.: Наука, 1964. С. 7-21.

26. Жуков М.М. Плиоценовая и четвертичная литология севера Прикаспийской впадины. М.; Л.: Изд. АН СССР, 1945. Т. 2.

27. Иванов КВ., Демкин В.А. Проблемы генезиса и эволюции степных почв: история и современное состояние // Почвоведение. 1996. №3. С. 320-323.

28. Иванов И.В., Демкин В.А., Губин С.В., Брылев В.А. Генезис каштановых почв Северного Прикаспия и некоторые особенности сухостепных почв // Почвоведение. 1980. №8. С. 30-42.

29. Иванов И.В., Демкин В.А., Губин С.В., Мамонтов В.И. Развитие почв бессточной равнины Северного Прикаспия в голоцене // Почвоведение. 1982. №1. С. 5-17.

30. А5.Иванова Е.Н. Генезис и эволюция засоленных почв в связи с географической средой // Почвы СССР. М.; Л/. Изд-во АН СССР, 1939. Т. 1.

31. Иванова Е.Н. Участие Почвенного института им. Докучаева в работах по борьбе с засухой и преобразованием природы лесостепных и степных районов Европейской части СССР // Почвоведение. 1949. № 12.

32. Иванова Е.Н., Левина Ф.Я. Солонцовые комплексы Прикаспия // Почвоведение. 1952. № 10. С. 909-919.

33. Киссис Т.Я. Водный режим темноцветной черноземовидной почвы большой падины под древесными насаждением // Водный режим полупустыни. М.: АН СССР, 1963. С. 84-126.

34. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.

35. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 224 с.

36. Классификация почв России. М., 2000. 235 с.

37. Ковда В.А. Почвы аридной зоны // Почвы аридной зоны как объект орошения. М.: Наука, 1968. С. 5-30.

38. Ковда В.А. Почвы Прикаспийской низменности (северо-западной части). М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1950. 256 с.

39. Ковда В.А. Происхождение и режим засоленных почв. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1946. Т. 1.568 с.

40. Ковда В.А., Большаков А.Ф. Водно-солевой режим почв центральной части Каспийской равнины Труды конфер. по почвоведению и физиологии культурных растений. Саратов. 1937. Т. 1. С. 144-166.

41. Колесников А.В. Состав обменных катионов и селективность обмена Са -Na в целинных и мелиорированных лугово-каштановых почвах Северного Прикаспия // Тез. докл. Всеросс. конф. «VII Докучаевские молодежные чтения». С-Пб., 2004. С. 133-134.

42. Максимюк Г.П. Перераспределение солей в почвах солонцового комплекса под влиянием мелиорации // Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: Наука, 1989. С. 3-15.

43. Мозесон Д.Л. Микрорельеф северо-западной части Прикаспийской низменности и его влияние на поверхностный сток // Тр. Ин-та леса АН СССР. М., 1955. Т.25. С. 55-65.

44. Оловянникова И.Н. Влияние лесных колков на солончаковые солонцы. М.: Наука, 1976. 126 с.

45. SO.Оловянникова КН. Влияние насаждений вяза приземистого на вводно-солевой режим черноземовидных почв депрессий Прикаспийской полупустыни // Лесоведение. 1996. № 2. С. 30-41.

46. Оловянникова КН. Динамика продуктивности растительного покрова в Заволжской глинистой полупустыне // Ботанический журнал. 2004. Т. 89. № 7. С. 1121-1136.

47. Оловянникова КН. Потребление влаги вязом мелколистным в полупустыне Прикаспия при различной влагообеспеченности // Почвоведение. 1980. № 4. С. 92-102.

48. Оловянникова КН. Рост вяза мелколистного на темноцветных почвах полупустыни Прикаспия // Лесоведение. 1981. № 4. С. 66-74.

49. Оловянникова КН. Рост порослевого поколения вяза приземистого на почвах солонцового комплекса Прикаспия // Лесоведение. 1990. № 3. С. 23-32.

50. Оловянникова КН. Структурно-функциональные особенности лесомелиоративной полезащитной системы // Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: Наука, 1989. С. 93-113.

51. Оловянникова КН. Устойчивость порослевого вяза приземистого и долговечность его насаждений на почвах солонцового комплекса // Лесоведение. 1999. №5. С. 50-55.

52. Оловянникова КН., Линдеман Г.В. О причинах недолговечности культур вяза мелколистного на лугово-каштановых почвах Юго-востока европейской России //Лесоведение. 2000. № 6. С. 17-25.

53. Ланкова Е.К, Новикова А.Ф. Засоленные почвы России (диагностика, география, площади)//Почвоведение. 1995. №1. С. 73-83.92Ланкова Е.К, Новикова А.Ф. Карты засоления почв России // Почвоведение. 2002. №7. С. 817-831.

54. Летров В.И. Лесомелиорация пастбищ в полупустынных регионах юго-востока РСФСР и Западного Казахстана // Биологические ресурсы пустынь СССР и их рациональное использование и воспроизводство. Материалы конф. Ашхабад. 1984. С. 284-293.

55. Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: Наука, 1989. 197 с.

56. Прикаспийский регион. Проблемы социально-экономического развития. М.: ВИНИТИ, 1989.440 с.

57. Приходько В.Е., Соколова Т.А. Влияние орошения на глинистый материал темно-каштановых почв Заволжья // Почвоведение, 1989, № 1, С. 62-71.

58. Рекомендации по защитному лесоразведению и лесной мелиорации в глинистой полупустыне Северного Прикаспия. М.: ЦБНТИ Гослесхоза, 1988. 68 с.

59. Роде А.А. Водный режим и баланс целинных почв полупустынного комплекса // Водный режим почв полупустыни. М.: Изд-во АН СССР, 1963. Т. 2. 287 с.

60. Роде А.А. К вопросу о происхождении микрорельефа Прикаспийской низменности // Вопросы географии. 1953. Т. 33. С. 249-260.

61. Роде А. А. Климатические условия района Джаныбекского стационара // Сообщения Лаборатории лесоведения. М.: Изд. АН СССР, 1959. Вып. 1. С. 3-40.101 .Роде АЛ. Методы изучения водного режима почв. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 244 с.

62. Роде А.А., Польский М.Н. Почвы Джаныбекского стационара, их морфологическое строение, механический и химический состав и физические свойства // Тр. Почв. Ин-та им. В.В. Докучаева. 1961. Т. 56. С. 3-214.

63. Романенков В.А. Изменение почвенного поглощающего комплекса солончаковых солонцов под влиянием мелиорации: Автореф. канд. дис. М., 1990.

64. Романепкова Е.К. Карбонаты в целинных и мелиорированных почвах полупустынной зоны (на примере почв Джаныбекского стационара): Автореф. канд. дис. М., 1990.

65. Сапанов М. К. Условия выращивания защитных лесных насаждений в полупустыне Северного Прикаспия в связи с изменением климата во второй половине XX в // Лесоведение. 2006. № 6. С. 1-7.

66. Сапанов М.К. Влагообеспеченность лесных культур на разных типах почв Северного Прикаспия // Почвоведение. 2002. №. 9. С. 1089-1097.

67. Сапанов М.К. Влияние лесных насаждений на режим и минерализацию грунтовых вод в полупустыне Северного Прикаспия // Лесоведение. 1990. №3. С. 62-67.

68. Сапанов М.К. Основные принципы создания адаптированнных колочно-западинных насаждений в глинистой полупустыне // Лесное хоз-во. № 5. 1998. С. 29-30.

69. Сапанов М.К. Причины усыхания культур дуба черешчатого на гидро-морфных лугово-каштановых почвах Северного Прикаспия // Лесоведение. 2005. №5. С. 10-17.

70. Сапанов М.К. Роль атмосферных осадков и грунтовых вод в жизнедеятельности лесных насаждений аридных регионов // Лесоведение. 2006. № 4. С. 12-20.

71. Сапанов М.К. Функциональная значимость осадков и грунтовых вод в развитии культур дуба в Северном Прикаспии // Поволжский экологический журнал. 2002. № 3. С. 257-267.

72. Сапанов М.К. Экология лесных насаждений в аридных регионах. Тула: Гриф и К., 2003. 248 с.

73. Сапанов М.К, Сиземская МЛ. Результаты и перспективы исследований Джаныбекского стационара Института лесоведения РАН // Теория и практика агролесомелиорации. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2005. С. 80-82.

74. Сапанов М.К, Сиземская М.Я., Оловянникова И.Н. Агролесомелиоративная система адаптивного природопользования в богарных условиях полупустыни Северного Прикаспия // Почвоведение. 2005. № 3. С. 264-270.

75. Сиземская M.JI. Изменение морфологии и солевого состояния почв солонцового комплекса Северного Прикаспия под влиянием агролесомелиорации (на примере почв Джаныбекского стационара): Автореф. канд. дис. М., 1989.

76. Сиземская M.JI., Бычков Н.Н Солевое состояние лугово-каштановых почв Северного Прикаспия в условиях подъема уровня грунтовых вод // Почвоведение. №5. 2005. С. 543-549.

77. Сиземская М.Л., Сапанов М.К. Искусственные лесные биогеоценозы в аридных регионах // Идеи биогеоценологии в лесоведении и лесоразведении. М.: Наука, 2006. С. 119-126.

78. Сиземская М.Л., Сапанов М.К Лесной стационар в полупустыне // Наука в России. 2005. №6. С. 93-100.

79. Сиземская М.Л., Сапанов М.К. Оптимизация создания защитных лесных насаждений в аридных регионах // Фундаментальные основы управления биологическими ресурсами. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2005. С. 501-509.

80. Соколова Т.А., Сиземская М.Я., Сапанов М.К., Толпешта И.И. Изменение содержания и состава солей в почвах солонцового комплекса Джаныбек-ского стационара за последние 40-50 лет // Почвоведение. 2000. № И. С. 1328-1339.

81. Сотнева И.И. Динамика климатических условий второй половины XX в. Района Джаныбекского стационара Северного Прикаспия // Известия РАН. Серия география. 2004. № 5. С. 74-83.

82. Талызина ИВ. Химико-минералогическая характеристика лиманной солоди и лугово-каштановой почвы в условиях северо-западного Прикаспия: Дипл. работа. МГУ, 1990.

83. Танфильев Г.И. География России, Украины и примыкающих к ним с запада территорий в пределах России 1914 года. Одесса, 1922. Вып. 1. ч. 2

84. Толпешта И.И, Соколова Т.А., Сиземская M.JI. Сравнительная оценка влияния орошения и агролесомелиорации на солевое состояние почв солонцового комплекса Северного Прикаспия // Вестник МГУ, Сер. 17. Почвоведение. 1997. № 1. С. 15-23.

85. Топунова ИВ. Изменение запасов легкорастворимых солей в солончаковых солонцах Северного Прикаспия в условиях подъема уровня грунтовых вод // Вестник МГУ. Сер. 17. Почвоведение. 2002. № 4. С. 31-34.

86. Топунова И.В. Солевое состояние целинных и мелиорируемых солончаковых солонцов Северного Прикаспия в условиях подъема уровня грунтовых вод (на примере почв Джаныбекского стационара): Автореф. канд. дис. М., 2003.

87. Тутковский П. А. Ископаемые пустыни северного полушария. М., 1910.

88. Усов Н.И. Генезис и мелиорация почв Каспийской низменности. Саратов, 1940.

89. Хитрое Н.Б. Связь солонцового комплекса Северного Прикаспия с микрорельефом // Почвоведение. 2005. №3. С. 271-284.

90. Эрперт С.Д. Рост и развитие древесных и кустарниковых растений в культурных биогеоценозах на почвах солонцового комплекса // Биогеоценоти-ческие основы освоения полупустыни Северного Прикаспия. М.: Наука, 1974. С. 207-309.

91. АО. Enters N., Hagmann J. One-way, two-way, which way? Extension workers: From messengers to facilitators // Unasylva. 1996.47, № 184. P. 13-20.

92. Frank G. Der methodische Ansats // AFZ / Wald. 1996. 51, № 1. P. 27-30.

93. Galindo-Leat C., Bunnell F.L. Ecosystem management: Implications and opportunities of a new paradigm // Forest. Chron. 1995. 71, № 5. P. 601-606.

94. Greaves MP., Marshall E.I. Field margins: Definitions and statistics // Field Margins. Proc. Workshop, London, 11 th March, 1986. Thornton Heatch, 1987. P. 3-10.

95. AA.Hanstein U. Holzzucht Waldbau Prozebschuts // Nationalpark. 1996. № 92. P. 28-31.

96. A5.Heinimann H.R. Nachhaltige Entwicklung Herausfordcrungen und Losung-sansatze fur die Ebenen Forstbetrieb und Forsttechnik // Schweiz. Z. Forstw. 1996. - 147, №i i.p 859-871.

97. Hemstrom M.A., Thomas J. W. La gestion des ecosystems // Rev. forest, fr. 1996. 48, Num. spec. P. 117-130.

98. A1.0wino F. Selection for adaptation in multipurpose trees and shrubs for production and function in agroforestry systems: Pap. 14th EUCARPIA Congr. Adapt. Plant Breed., Jyvaskyla, July 31-Aug. 4, 1995 // Euphytica. 1996. 92, № 1-2. P. 225-234.

99. Riley L.F. Criteria and indicators of sustainable forest management in Canada: (Pap) Int. Boreal Forests Res. Assoc. Conf. « Boreal Forest and Glob. Change», Saskatoon, Sept. 25-30, 1994 // Water, Air, and Soil Pollut. 1995. 82, № 1-2. P. 67-70.

100. Schutz J. P., Guhl A. Intervention sylvicoles dans les lisieres forestieres cou-rantes en connaissance der leur dynamique evolutive naturelle / Schutz Jean-Philippe, Guhl Alexandre // Schweiz. Z. Forstw. 1996. 147, № 8. P. 615-631.

101. Shrivastava M.B., Temari K.N. Afforestation on salf affected soils in India // Indian. J. Forest., 1988. 11, № 1. P. 1-12.

102. Singh M., Arramatia M.L., Temari V.P. Agroforestry for sustainable development in arid zones of Rajasthan // Int. Tree Crops J. 1998. 9, № 3. P. 203 212.

103. Touzet G. La sylviculture proche de la nature: Polemique actuelle, vieux debats // Rev. forest, fr. 1996.-48, Num. spec. P. 23-30.

104. Tschinkel H. Tree planting by small farmers in upland watersheds: Experience in Central America // Int. Tree Crops J. 1987.4. № 4. P. 249- 268.

105. Winbreab Agroforestry Overviews: Africa, Asia, Australia, Europe, North America. The Third International Windbreak. Agroforestry Symposium Proceedings. Ridgetown College, Canada, June, 1991. P. 3-21.

106. Young A. Agroforestry and its potencial to contribute to land development in the tropics //J. Biogeogr., 1988. 15. № 1. P. 19-30.