Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Естественная и антропогенная эволюция почвенного покрова Западного Прикаспия

ВАК РФ 11.00.05, Биогеография и география почв

Автореферат диссертации по теме "Естественная и антропогенная эволюция почвенного покрова Западного Прикаспия"

— ',! 7

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. Е Ломоносова

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи ПУЗАНОВА ТАТЬЯНА АЛЕКСЕЕВНА

ЕСТЕСТВЕННАЯ И АНТРОПОГЕННАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ЗАПАДНОГО ПРИКАСПИЯ

11.СО.05 - Еиогеграфия и география почз

Автореферат диссертации на соискание ученой стелечи кандидата географических наук

1&скза - 1902

Работа выполнена на кафедре геохимии ландшафтов и географии почв географического факультета Московского Государственного Университета им. М. В. Ломоносова.

Научный руководитель- доктор географических наук,

профессор А. К Геннадиев Официальные оппоненты: доктор географических наук,

И. Е Иванов

кандидат биологических наук, М. Л Сиземская Ведущая организация - Институт географии РАН

Зашита состоится "П " М.А^Тб0—1992 г. в часов на заседании физико-географического специализированного совета Д-053.05.29. при Московском государственном университете им. М. Е'Ломоносова по адресу : 119899, г.Москва, ГС11-3, Ленинские горы, МГУ, Географический факультет, 18 этак, аудитория 1807. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета на 21 этаже. Автореферат разослан ",

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат географических наук > -*" Т. И. Кондратьева

Ак-туп-пьнпп'гь рм^птн ппраяйляетаи тем, что территория Выпад-" нога Прикаспия (Калмыкии) является одним из самых неблагоприятных районов страны в экологическом отношении. Од.ой из причин экологического бедствия здесь является серьезная антропогенная нарушенность почвенного покрова, обусловленная негативными последствиями орошения и перевыпасом скота Для воспроизводства и охраны почвенных ресурсов Западного Прикаспия, требуется широкий комплекс научных данных, в том числе касающихся особенностей изменения почвенного покрова на различных этапах его эволюции. Для обоснования перспективности тех или иных хозяйственных мероприятий, необходима информация о современном стадиально-эволюционном состоянии почвенного покрова, этапах его становления и возможных ответных реакциях на хозяйственное воздействие.

Дель и задачи исследования: исходя из вышесказанного была поставлена следующая цель работы: осуществить хроногенетический анализ основных особенностей естественной и антропогенной эволюции почвенного покрова Западного Прикаспия. включающий в себя получение информации об этапах становления почв во вторую половину голоцена в пределах территорий, различающихся по ^политологическим условиям и абсолютному возрасту континентального развития, выявить направленность й интенсивность современного почвообразования в условиях интенсивного хозяйственного воздействия,, главным образом, при оройении.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

1. Проанализировать генетические особенности основных компонентов почвенного покрова (почв и почвенных комплексов) с выявлением различий между ними, обусловленных, их географической приуроченностью.

2. Выявить стадии становления почвенного покрова в голоцене с учетом различий территорий по тополитологическим условиям и абсолютному возрасту континентального развития. Для реализации этой задачи провести сопряженный анализ фоновых (экспонированных на современную дневную поверхность) и погребенных под разновозрастными курганными насыпями почв.

3. Установить тенденции и темпы естественного почвообразования на основе изучения почв, развитых в разновозрастных курганных насыпях.

4. Охарактеризовать почвенно-оросительные системы и основ- " ные измененп свойств почв в связи с различиями в пршггике хозяйствования и длительности орошения.

5. Осуществгть сопряженный анализ трендов природной и антропогенной эволюции почв Западного Прикаспия.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- впервые для территории Западного Прикаспия разработана схема эволюции почвенного покрова в голоцене;

- показаны особенности эволюции почв в пределах различных почЕенно-генетических районов и выявлены причины этих различий;

- проведена эколого-генетическая оценка современного состояния почв и почвенных комплексов;

- показана связь медду химизмом оросительных вод, длительностью орошения, качеством земледелия и ответными реакциями почв и топогенных почвенных комплексов на хозяйственное воздействие;

"предложены способы улучшения естественных и антропогенно-преобразованных почв и ландшафтов;

- проведено сопоставление темпов и направленности естественной и антропогенной эволюции почв на уровне почвенных процессов.

Практическая значимость работы. Исследование выполнено согласно плану научно-исследовательских работ географического факультета МГУ по теме "Природные и антропогенные изменения почв и почвенного покрова" N 0187.0. 001070.

Полученные результаты могут быть использованы для прогнозирования характера эвооноции естествекного и антропогенно-преобразованного почвенно-растительного покрова. Они могут служить научной основой при составлении планов рационального хозяйственного освоения территории. Эти данные необходимо учитывать при оценке потенциала посттехногенного самовосстановления почв и при рекультивационных работах.

Дактичекий материал. Автором были обобщены и проанализированы результаты физико-географических, почвенных и почвен-

но-археологических исследований, выполненных рядом научных коллективов в Калмыкии; в 1988-1989 гг. проведены собственные полевые работы.

В пределах рассмативаемой территории были исследованы:

- разновозрастные голоценовые по :вы, погребенные под курганными сооружениями и свидетельствующие о былых периодах почвообразования;

- почвенные разности, сформированные на поверхности разновозрастных курганных сооружений;

- фоновые почвы и почвенные комплексы современной дневной поверхности , соответствующие современной биоклиматической обстановке;

- антропогенно-преобразованные почвы различной длительности орошения в условиях различного земледельческого использования.

Всего в полевых условиях было изучено более 140 почвенных разрезов. При этом использовались хроногенетический , сравнительно-географический, ландшафтно-геохимический и почвенно-архе-ологическда методы исследования.

В лабораториях исследовались общие химические, физико-химические и физические свойства почвы. По методу Пфеффера в модификации Молодцова-Игнатовой (1987) определено содержание Ма в поч-венно-поглощающем комплексе. Всего . проанализировано около 900 образцов почв, сделано около 20000 определений.

Апробация работы, Материалы диссертации докладывались и обсуждались на всесоюзной конференции "Проблемы древней истории Северного Прикаспия" (Куйбышев,1990), на Международном симпозиуме "Генезис и управление плодородием засоленных почв" (Волгоград, 1991), на кафедре Геохимии ландшафтов и география йочв географического факультета МГУ.

Пэ теш диссертации опубликованы 4 работы й одаа сдана в

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введен™._ тести глав и заключения, а также из списка литературы из /о Ч наименований. Общий объем работы машинописных страниц,

включая

йк. рисунков и ¿г таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыта актуальность выбранной темы работы, ее научная новизна, описаны в общем плане объекты исследования.

Для целей настоящей работы были исследованы особенности почвенного покрова в пределах трех различных по тополитологичес-ккм условиям территорий, находящихся в пределах Сарпинской и Черноземельской низменностей. В первой главе "Природные условия Ьападного Прикаспия" определены физико-географические условия, обуславливающие различия трех рассматриваемых районов (возраст контичентального развития, выраженность мезо- и микрорельефа, состав и минерализация грунтовых вод, литологическое строение и др.) Характеристика районов дана как по литературным источникам, так и на основе собственного исследования трех представительны? участков.

Ключевой участок "Дед-Хулсук", вблизи озера Дед-Хулсун, характеризовал северную часть Черноземельской низменности, представляющую собой позднехвалынскую морскую аккумулятивную равнину с эоловым грядово-бугристым мезорельефом, со слабо развитым микрорельефом, с сильноминерализованными преимущественно хлоридно-магниевыми грунтовыми водами, с доминирующим остаточным хлоридным типом засоления, с малонагриевьош (магниевыми) солонцами, с зональными бурыми пустынно-степными почвами. Абсолютные отметки этой территорий -10 - -7 метров над уровнем моря) соответствуют второй стадиальной отметке регрессирующего гюзднехвалынского бассейна (Доронина, 1S90). Длительность континентального развития территории около 9-10 тысяч лет (Еарущенко,1987).

Ключевой участок "Цаган-Нур", расположенный вблизи оз. Harai -Hyp в пределах Сарпинской низменности , имел абсолютные отметга +3 - +5 метров над уровнем моря. Он относится к раннехвалынско! морской аккумулятивной равнине с развитым плоско-эападинным ложбинным микрорельефом, с сульфатно-хлоридно-натриевыми грунтовым! водами и преобладанием сульфатного тиьа засоления, с четкой при-

- в -

уроченностью различных типов почв к эл'ементам микрорельефа, с большим участием и многообразием в современном почвенном покрове многонатриевых солонцов, со светло-каштановыми зональными почвами. Возраст континентального становления территории 15-16 тысяч лет.

Ключевой участок "Цаган-Усн" вблизи оз. Цаган-Усн расположен в пределах своеобразной территории на отметках около О метров над уровнем моря . Эта территория представляла собой зону древнего берегового контакта суши С раннехвалынской низменности ) и моря (поздкехвалынской трансгрессии). Возраст континентального становления этой территории около 11-12 тысяч лет.

В результате обработки литературных материалов и собственных полевых исследований, в диссертации установлены основные различия в строении современного почвенного покрова уазанных трех территорий, описанные во второй главе "Факторы и особенности современного строения почв и почвенного Локрова".

Так, лугово-степные комплексы позднехвалынской равнины Западного Прикаспия (ключевой участок "Дед-Хулсун") представлены тремя почвенными компонентами: солончаковатыми солонцами или бурыми солонцеватыми пустынно-степными почвами микроповышения; лу-говато-бурыми, часто солонцеватыми, пустынно-степными почвами микропонижений ; бурыми пустынно-степными, как правило, с признаками текстурной дифференциации и солонцеватости, почвами относительно ровных участков поверхности, микросклонов, небольших микропонижений. Луговые комплексы участка исследованы з нижней части склонов к сору и озеру и представлены полугидроморфными и гидроморфными солончаковыми сольнцами и типичными солончаками. Комплексность в нижних частях.склонов вследствие избыточной засоленности практически не выражена.

Лугово-степные комплексы зоны древней береговой линии позд-нехвалынского моря (ключевой участок "Цаган-Усн") состоят из со-лончаковатых солонцов микроповышений, луговато-бурых пустынно-степных почв микропонижений и бурых пустынно-стенных .часто солонцеватых, почв и корковых солонцов относительно ровных участков поверхности. Луговые комплексы участ:са, исследованные в

пределах склона к оз. Цаган-Усн, сочетают в себе сходные почве] ные компоненты с луговыми комплексами участка "Дед-Хулсун": П( лугидроморфные и гидрок.:;рфные мелкие и средние солончаковат! солонцы и типичные солончаки.

Лугово-степные комплексы раннехвалынской равнины (ключеВ' участок "Цаган-Кур") характеризуются несколькими типами компле сов. Комплексы верхней части склонов состоят из мелких сслонц микроповытаниЯ , корковых солонцов небольших лунок и солончак ватых солонцов относительно ровных участков поверхности. Хара терной особенностью этого типа комплексов является опресненное коркового солонца микропонижения на фоне засоленности прилегг шдзс почв других элементов микрорельефа. В другом варианте кок лексов, отмеченном нами в средней части склонов, выделяются сх .:;ующие компоненты: солокчакоЕатые солонцы микроповышений, луге -каиганоЕые почвы микропоникений к светлокаштановые с признака луговости почвы микросклонов. Луговые комплексы рассматриваем территории представлены луговыми почвами мпкропонихеьий и сре ними солончаковатыми солонцами.

Почвенный покров изученных территорий формировался в го; цене в условиях меняющейся биоклиматической обстановки. №101 почвы полигенетичны и несут в себе реликты былых периодов поч; образования. Для выявления особенностей голоценового становле! ■ почвенного покрова, в третьей главе "Происхождение, организа] и эволюция естественного почвенного покрова в голоцене" прове; но сравнительное изучение современных дневных почв и почв, п< ребенньк под курганнными насыпями, сооруженными на иротяже; последних 50 веков.

Время сооружения исследованных курганов в пределах ключе го участка "Дед-Хулсун" относится к-эпохам энеолита (медного ка), бронзового века и развитого средневековья, т. е. возр погребенных почв охватывает всю вторую половину голоцена. ГЬг беные почвы ключевых участков "Цаган-Усн" и "Цаган-Нур" иссле вались под насыпями курганов катакомбной культуры бронзового ка. Наиболее детально были исследов: ны разновозрастные курган хорошо выраженными погребенными почвами, минимально нарушен

грабительскими ямами и более поздники досыпками. Как правило, исследованные курганы относились к одной группе и были расположены в однотипных геохимических позициях, что давало возможность наиболее правомерно их сравнивать между собой.

Эволюция почвенного покрова во второй половине голоцена во многом обусловлена изменениями климата. Наиболее полная схема изменений теплообеспеченности и увлажненности и рассчитанных по этим данным смещений ландшафтных зон Западного Прикаспия в голоцене, предложены Е. А. Спиридоновой (1991). Во второй половине голоцена этим автором выделен климатический максимум в конце атлантического- начале суббореального периода (5200-4500 лет назад), который привел к распространению на этом отрезке времени разнотравных степей. В суббореальном периоде выделены ^ва основных пика аридизации климата, повлекших за собой смену злаковьГх и разнотравных степей на злаково-маревью пустыни: 4200-3300 и 3200 -2900 лет назад, причем первый из них был наиболее ксеротерми-ческой фазой. Субатлантический период (последние 2500 лет) характеризуется как этап наиболее стабильной климатической обстановки, подобной современной (рис.1).

Согласно папеопедологическим представлениям, изложенным в работах гоуппы почвоведов Института почвоведения и фотосинтеза ■ РАН под руководством И. В. Иванова, в среднем и позднем голоцене почвы Прикаспийской низменности в пределах слабодренированных равнин Волго-Уральского- меэдуречья в своем развитии« проходили три основных этапа: луговой 5000-3800 лет назад, лугово-степной 3800-2000 лет назад и сухостепной - последние 2000 лет. Возраст солонцов,согласно их выводам,не превыше? 2 -3 тысяч лет (Дем-кин, Иванов,1935; Иванов,1982). Наши исследования позволяют детализировать эту схему и утверждать, что голоденовая эволюция почвенного покрова Западного Прикаспия в пределах слабодренированных суглинистых равнин протекала по-разному в зависимости от особенностей географической среды.

В атлантический период, при близком уроЕке залегания грунтовых вод и влажном климате, в пределах пооднехзальшской низменности в почвах господствовал, луговой процесс. Почвы-, погребенные

Хронология и синхронизация палеогеографически

г

т о

14 п

СЛ

*я X

я

к Е-1

ы О

ы |=:

|=:

о ы

С5 о

О (П

о.

1-1000

'2000 3000

4000 5000

6000 7000 8000

5000

БА

БВ

Периодизация голоцена Нейштадт 1933)

£А

БА

АТ

ВО

5А1

6В'

5В1

АТ

АТ'

АТ

ВО

ВО'

во

ландшафтные зоны

Палинологические зоны

у

степь

пустыня

(Спиридонова, 1991)

Колебания уровня Каспи ского моря .(Варущенко др., Г987) -1.0 -2.0-ЗР

полыни

полыни, иаре-выа_

полыни

разнотравье, злаковые

паровые

разнотравье, злаки,полыни

разнотравье, злаки,ед.пыльца древесины

маревые,полыни

ларадые.

ларевые.полыни

аревые.злаки

полыни

полыни, иаревые

хвойник,полыни древесные

полыни,хвойник злаки древео-ные

береза,сосна мь_ио_гишкаш1

берега,ооона, ель о разноср;

1

рхеологических: собыгий Западного Прикаопкя в голоцана (рис.1)

нсграсслв-и ре.?рес-нца стадии

Археологические кульсуры и исторические эпохи

Приуроченность курганов н времен пой шкала

П

ш

Погребенные почвц

н Ш

днейиая нограосия

окунекая реосия

ровронемая. эпоха _ _ Средневе-

ковье

учайская тр ниащдубай-'" я регреосия

Желез

ный

век

раяинокая анограооия

Зрон-зовый век

бербаиокая .. хачкалиноная регресоия

Рнво-лмя

аанская • ногреооия

Золотая орда, кочавники

сариатсная, оавроыатская

срубная '

катакокбная

яиная

хвалынокая,

саыаро-прикао'

дийокая

сн

Еу .Бу,Бу

Бу

сн,ск СК

он ск i ск

Сн ,(Сн V Сн , Ю

ландинская греГсоия

геотанокая анограооия

НЕОЛИТ

шшнокая гресоия

степь:

1-разногравная

2-злаковая .

3-куотарничковая

4-кумарнг'овая

Уоловныа обозначения: пустыня: 5-полыкная

'6-хв0йник0в0-

ЫББОЛИТ

фгаоокая. >анограооия

Ключевые участки I - учаоюк "Дед-Хулсун" П - учаоюк "Цаган-Уон" Ш - участок "Цаган-Нур"

. кустарничков а* •7-галафитно-

куогарничкова; '8-злаКово-иарввЕ

I

П.

под курганами древнеямной культуры ( 26-28 вв. до нашей эры), на рубеже атлантической и суббореальной эпох представлены луговыми слабодиффяренцированными. литологически неоднородными солончаковыми почвами. Нивелирование древней дневной поверхности не определило наличие выраженного микрорельефа в этот период. Характерными признаем атлантическлх-раннесуббореальных почв являются рассеянность сегрегированных карбонатных новообразований по всему профилю, наличие многочисленных марганцевых и железисто-марганцевых новообразований, диалогическая неоднородность субстрата. Слабо преобразованный почвенными процессами профиль свидетельствует о начальном этапе почвообразовательного процесса

Погребенные почвы рубежа раннего и среднего суббореальногс периода исследованы под курганами катакомбной культуры, сооруженными в 18-19 вв. до нашей эры, Для поверхности равнины з этот пс-- . характерно наличие фрагментарно выраженного микрорельеф к существования в связи с ним топогенного педокомплекса из луго-ватобурых солончаковатых пустынно-степных почв микропонижений i бурых солонцеватых солончаковатых почв микроповьгаений. Луг о ваты? разности микропонижений среднесубборельного периода отличаютс! растянутостью гумусового профиля, наличием уже р горизонте АН марганцевых новообразований, оглеенностью нижней части профиля, более глубоким залеганием и меньшей выраженностью первичных сег регированных карбонатных новообразований. Солонцеватые разносп микроповышений характеризуются наличием солонцеватого горизонт; с характерными признаками призматичкой структуры и органо-мине ральными коллоидными пленками, выраженным максимумом дифференци ации по илистой Фракции, "арбонатным иллювиальным горизонтом.

После среднесуббореального периода существенной перестройки профиля не происходило и погребенные почвы позднехва-лынской равнины 500-летнего возраста не имеют сусеетвенкых отличий от современных.

Палеопочвенные комплексы раннехвалынской Сарпинской низмен ности (участок "Цаган-Нур") в среднесуббореальное время были близки к современным и состояли из меладх солончаковатых солон цов микроповышений и луговато-каштановых почв микропонижени?

- и -

Луговатые разности микропонижений отличаются большей гумусиро-ванностью и мощностью горизонта А1В, отсутствием в профиле почвы исходных карбонатных новообразований и выраженностью во зсех морфологически выделенных горизонтах марганцевых новообразований. Мелкие солончаковатые солонцы по сравнению с современными фоновыми аналогами имели более высокий уровень залегания карбонатного и .по-видимому, гипсового горизонта.

Среднесуббореальные погребенные почвы зоны древней береговой линии позднехвалынского.моря (ключевой участок "Цаган-З'сн") представлены мел: ими солонцами микроповышений и солончаковатыми литологически неоднородными почвами микропонижений с илозатым "просолонцо^ым" верхним горизонтом, генезис которого вероятно связан с лиманной стадией развития территории. С микр рельефом древней поверхности этой территории коррелирует наличие или отсутствие горизонта А1А2. Оценка профильной однородности по гру-бодисперсным фракциям определила диалогическую неоднородность субстрата.

Выявление региональных особенностей основных факторов и условий почвообразования, а также этапов формирования почв в голоцене позволили выделить три основных почвенно-генетических района в пределах Западного Прикаспия (понятие "почвенно-генетический район" вводится в диссертации как более частное по отношению к "почвенно-генетическому региону" М. А. Глозовской (1973)):

а) район опустыниваюшихся степей (участок "Цаган-Кур")-раннехвалынская морская аккумулятивная равнина с возрастов континентального развития около 15 тысяч лет, с развитым микрорельефом, с резкими и значительными изменениями почвенного покрова в первой половине голоцена, приведшими к контрастному почвенному покрову из мелких солонцов и луговато-каштановых почв в средне-субборе альное время, с зональными современными светло-каштановыми почвами.

б) район остепняюащхся пустынь (участок "Дед-Хулсун")-поаднехвалынская морская аккумулятивная равнина со слабо развитым микрорельефом и вследствие избыточной засоленности характеризующаяся медленной развивающей эволюцией во второй половине

голоцена: однородным почвенным покровом из луговых слабодиффе-ренцировашшх лптолэгически неоднородных солончаковых почв на : уОеже атлантического и суббореалыюго периодов, слабоконтраст-шм почвенным покровом, состоящим из Сурах солонцеватых солонча-коватпх и луговато-бурых солончаковатых пустынно-степных почв в среднесуббореальное время, с зональными современными бурыми пустынно-степными почвами.

в) переходная территория (участок "Наган-Усн"). с быстрым становлением солонцового, возможно, на начальных этапах однородного почвенного покрова ; характеризующаяся фрагментарно стирающей эволюцией во второй половине голоцена. ■

При рассмотрении химических и морфологических свойств новообразованных в условиях курганной насыпи почв, выявлена единая тенденция в пространственном распределении солей: окарбонач;иа-ние переферпйных участков кургана, смещение основных аккумуляций сульфатов к центру и максимальное засоление централкой части хлоридами, а также больиая гумусированность почв в пределах нижних частей склонов. Сопряженный анализ разновозрастных почв, сформированных в пределах насыпей курганных сооружений, показал, что формирование типовых морфологических и химических свойств почв, а также почвенных.комплексов возможно в течение сотен лет. Так, за 500 лет произошло становление солончаковатых солонцов или бурых солонцеватых пустынно-степных почв в пределах'нижних частей с [слонов кургана и почвенных разностей зонального типа в центральной части курганного сооружения.

В последние десятилетия тренд естественной эволюции почв осложняется действием мощных антропогенных факторов трансформации почвенно-растительного покрова: ; нерегламентированым выпасом скота на обширных пространствах и орошением ограниченных массивов земель, но оказывающих воздействие по площади значительно превышающее непосредственное целенаправленное обводнение.

В четвертой главе "Орошение как техногенный фактор изменения почвенного покрова" показано, что орошение в Калмыкии (Западном Прикаспии) приводит к многочисленным негативным явлениям в почвах и причины этого связаны не только-с мелиоративно небла-

гополучными землями , но и с серьезными недостатками хозяйствования: отсутствием или малой глубиной и протяженностью дгенажно-сбросной сети, низким уровнем агротехники и эксплуатации орошаемых участков, отсутствием культуртехнических мероприятий в начале освоения земель, высокой минерализацией поливных вод.

Орошение земель в пределах ключевых участков "Цаган-Усн" и "Лед-Хулсун" производится водами Черноземельского магистрального канала, орошение массивов участка "Цаган-Нур" производится за счет подачи воды из оз. Сарпа, являющегося одновременно как источником оросительной воды, так и приемником сбросных вод.

Данные химических анализов степени минерализации и состава солей позволяют отнести воды Черноземельского канала к солоноватым: в среднем степень минерализации 1,6 г/л, а воды Сарпинской оросительно-обводнительной системы к слабосоленым ( в среднем б, 5 г/л). Сведения о глубине залегания и минерализации грунтовых вод свидетельствуют о том, что с 1970 года в районах эксплуатации Черноземельской системы уровень грунтовых вод с начала практики орошения поднялся с 5,0-9,0 до 1,5-6,0 метров, Сарпинской системы - с 7,5-9,0 метров до 1,5-5,0. Как глубина залегания, так и степень минерализации грунтовых вод коррелирует с длительностью орошения на участках.'

На Фоче общего подъема уровня грунтовых вод выражена тенденция к понижению уровня минерализации, объяснимая фактом пополнения Еерховодки за счет фильтрирующихся оросительных вод через почвы микропонижений, которые не содержат в своем профиле значительных количеств'водорастворимых солей. Локальное и незначительное снижение усредненного уровня минерализации сопровождается резким возрастанием ее пестроты в пространстве.

Изучение направленности и скорости преобразования, -почвенных профилей и топогенных комплексов орошаемых почв рассмотрено в главе 3 "Антропогенная трансформация почв в зонах воздействия оросительных систем". Исследования проводились- на трех ключевых участках с различиями в качестве земледелия.

.Так, были исследованы в пределах участка "Дед-Хулсун" антропогенно-преобразованные почвы различной длительности орошения

- 14 -

( 3.10' и Vs. 'лет ), приканальные староорошаемые почвы .

В пределах ключевого участка "Цаган-Усн" иригационно-преобразование» почвы были представлены одним временным срезом, но с различиями исследованных массивов по практике орошения. Выделен участок на оросаемом доддеванием в течение 11 лет массиве со слабо сохранившимся естественным микрорельефом и орошаемый в течение 5 лет дождеванием, а до этого 6 лет практикуемый в качестве массива для затопления по бороздам: почвенные разрезы этого участка отображают специфику распределения свойств в пределах искусственно созданного топогенного комплекса. Также изучены почвы староорошаемого приканального участка. Отсутствие культур-технических мероприятий по улучшению свойств мелиорируемых почв з пределах участков "Дед -Хулсун" и "Цаган-Усн", предопределили "стихийное" преобразование почв и почвенного покрова.

Орошаемые почвы ключевого участка "Цаган-Нур" представлены двумя временными срезами : 2 и 12 лет орошения дождеванием. На полях 12-летнего орошения произведено предварительное планирование территории и в 1988 году было проведено глубокое мелиоративное рыхление с внесением в орошаемые почвы гипса, что значительно изменило почвенно-мелиоративную ситуацию. Как и на предыдущих участках были изучены старопахотные староорошаемые почвы.

При сопоставлении длительно орошаемых почв трех ключевых участков отмечены две тенденции изменения гумусового состояния орошаемых почв:

- постепенная дегумификация, коррелирующая со степенью засоленности почво-грунта (почвы участков "Дед-Хулсун" и "Ца-гак-Усн");

- достаточно устойчивое состояние с тенденцией усиления , процесса гумусонаколления по мере орошения (почвы участка "Цаган

-Hyp").

В количественном отношении длительно орошаемые почвы микропонижений ключевых участков "Дед-Хулсун" и "Цаган-Усн" содержат вдвое меньше гумуса в корнеобитаемом слое по сравнению с лугова-тыми фоновыми почвами, разница мевду солонцеватыми разностями микроповыиений менее существенна - 1,2-1,5 раза. Содержание гу-

муса з почвах микропонижений орошаемых и целинных почз ключевого участка "Цаган-Нур" сопоставимо , а в орошаемых почвах микроповышений отмечено увеличение содержания гум„еа в 1,5 раза. Подобные различия можно объяснить относительно высокой культурой земледелия на участках: при общем низком качестве оросительных зод, характерном для всех участков, на полях 12-летнего орошения участка "Цаган-Нур" в севообороте используются многолетние травы, знссятся органические удобрения.

По условиях ирригации для орошаемых почв всех трех участков выезляется тенденция к развитию окарбоначивания. Распределение карбонатов з пределах топогенных комплексов почв показывает повышенное их содержание в почвах микропонижений, отмечаемое и в фоновых аналогах, но с меньшей амплитудой различий. Степень различия в содержании карбонатов в топогенных комплексах орошаемых почв коррелирует с длительностью орошения и уровнем залегания грунтовых вод. Так, макимзльные значения карбонатов отмечены з приканальных массива;:, где количество карбонатов увеличиваются до 207. на контакте с грунтоЕи.м водами.

Воды Черноземельского канала содержат бикарбонаты натрия, но в связи с небольшим содержанием угольной кислоты в почвенном воздухе и достаточно высокими температурами поливных вод, бикарбонат натрия переходит в карбонат. Присутствие соды в оросител:. -ных водах снижает растворимость и подвижность углекислого кальция, что является одной из причин увеличения содержания карбонатов и щелочной реакции почвенных растворов оро:::чемьк почв Черноземельской низменности. Вксокоминерализованные оросительные зоды оз. Сарпа при высоком отношении катиона Ca к Na з летного ощелачивания не вызывают, поскольку содержат большое количество бикарбоната и сульфата кальция. ,

Присутствие в почвенных растворах щелочных орошаемых почв Черноземельской низменности бикарбонатов натрия способствует насыщению ППК натрием и магнием. По мере орошение .в почвах отмечено возрастание относительного и абсолютного содержания обменного натрия. Проведенное глубокое рыхление на полях участка раннехва-лынской низменности обусловило рассолонцевачие почв района.

- 1В -

Солевой состав орошаемых почв, коррелируя с удаленностью ~ разреза от оросительного канала ' и положением в микрорельефе, обусловлен мобильностью солей : карронаты-сульфаты-хлориды, Длительное сохранение солей как в орошаемых .так ив природных почвах микроповишеиий обусловлено непромывным водным режимом и горизонтальным переносом пленочно-капиллярных растворов, в ■ результате чего на глубинах 50-100 см отмечена инверсия хлорид-ного и сульфатного засоления, проявляемая в доминировании хлори-она в верхней части профиля, а сульфат-иона в средней и часто в более высоком уровне залегания макимальных содержаний гипса по • сравнению с максимумами карбонатов.

После прекращения орошения происходит возобновление солон-цоеого процесса в староорошаемых почвах с сохраняющимися аномальными содержаниями солей в случае вывода почв из-за избыточного засоления и близкими к фоновым характеристиками в силу какихлибо иных причин.

При составлении прогнозов изменения почв, необходимо выявлять как в природном, так и антропогенно»преобразованном почвенном покрове признаки и свойства, характеризующие прошлые этапы становления, а- также сформированные в результате современного почвообразовательного процесса, соответствующего данной природной ■ биоклиматической обстановке или образованные в результате техногенного воздействия. Анализ измененения почвенных процессов на голоценовом, современном и антропогенном этапах эволюции почв региона рассмотрен в главе 6 "Сопряжение "трендов естественной и антропогенной эволюции почвенного покрова"

К общим закономерностям природной эволюции трех рассматриваемых участков следует отнести процессы рассоления и резкой дифференциации почвенных профилей на горизонты по гранулометрическому составу и приуроченности к определенным глубинам тех или иных солевых новообразований. По мере развития почвенного покрова увеличивается степень различий между его компонепвми, выражающаяся -как в дифференциации по классификационным критериям (выделении на типовом уровне), так и по химическим свойствам ( от сплошного заселения почв к волнистому и пятнистому ).

Нуль-момент развития почв участков относится к моменту освобождения территории от трансгрессивных ьод Каспийского моря. На первых этапах становления почвенный покров был однороден и состоял' из маршевых или луговых почв. На этой стадии активно протекали процессы гумусонакопления и слабого засоления (рис. 2.). Локально иловатые маршевые и лиманные отложения "перекрыли" морские и аллювиальные осадки и предопределили литологичес-куто неоднородность почв . Если для почв раннехвалынской и позд-нехвальгаской низменности длительность этой стадии была сходной и относительно короткой, то для почв переходной зоны она измерялась многими сотнями, возможно,.тысячами лет.

По мере понижения базиса эрозии активизировались процессы засоления и почьенные разности стали представлять собой генетически слабодифференцированные луговые солончаковые почвы и солончаки . Среди развитых в эту стадию геоморфологических процессов следует выделить эрозионные явления на территории раннехвалынской равнины и эоловые на повышениях мезорельефа в пределах позднехвалынской равнины. Кроме процессов соленакопле-ния, происходила частичная дегумификация почв.

Дальнейшее понижение уровня грунтовых вод и начавшиеся процессы рассоления предопределили резкие и контрастные изменения почвенного покрова : становление комплексности почв в условиях формирующегося микрорельефа. По мере становления почвекно-расти-тельного покрова малейшие неровности в рельефе приводили к интенсификации процессов соленакопления.на микроповышениях и рассоления в понижениях. Начавшаяся дифференциация усиливалась растительным, педогенным и зоогенным факторами. Для почв территории раннехвалынской равнины становление двухчленных топогенных педокомплексов почв из луговато-каштановых.солончаковатых почв микропонижений и светло-каитановых солонцеватых солончшгавых (возможно, солонцов солончаковых) ПОЧВ МИКрОПОБЬИЙНИЙ происходило, по всей видимости,, в интервале 6,5-5,5 тысяч лет назад. Хронологически эта стадия для почв Сарпинской низменности была совместна с резкой аридизацией гслидота на рубеле среднего и позднего атлантического периода и с Гоусановской трансгрессией

TUTtp лет пазят

1.1

Сопряжение трендов естественной и 10 98 76 g 4 3 2 1 Q

природныепочвы

Поздаехвалинская равнина

Раннехвашнская равнина

-G2-

¿2252E22E83

PAÏÏHEXBA- ,

/ 7 7/' / ЛШЮКАЯ /I

/ 7 ' а

/ ТРАЛСГГСССЩ' /

шасззнвкавпявдо

-р- • СОН _ OB ¡ OK

Î^JTr ! ! _ CK Яг , СГк }K ,Сн : Сн

i . ! ■ i

¡кл : Кл , .

~g£S3ä&gSBEB33t2S33B"

ttääBBSSSüüP

- • ■ -19-антропогенной рволютта почв района исследования (рис. 2).

_____5____1/3____\5...................л^с

статоошпаемыв опстаеше почвы почвы

(глк участок "Лед-'Х'улоун")

-од

он

% ! Бут

си

Бул : Бу

тпг

i1 г с" I Ьу ТГШ-!%

Сн

ск

К,?УУ* .!'■№№■■

---засоление

-- гумус онакоплетта -- мотз^ологтеокоо осолоштсппт-о

— гялпеского' осолошеватсг

— диТгЪерегаптанкя профиля

ШКРОПОП'ГЕШЕ

шишилзнив

— засоление

— гумус онакопле; пгз

— ).'орТюлог'Лчеокое осодошевлимо

— •питческое осолондеватге дл^Лерешпюгтя профиля

(улюччтю" участок ".Паган-Нуп ")

'и*«

-- засоление

— гут.тусонакоплегота

• - монологическое осолотшеванга

- - xffi.ii7iPCK.oe осолошеватгие -- ДиТЛврвНПИаПИЯ' ПеОЙПЛЯ

1ЩШШ0ВШЕЩЗ

МЖРСПОКНЕШ

. - засоленто

• - гумусогакспление

морфологическое осрлонгеватпга

• - химическое ооолоппеганке -- дилере шшэтля профиля

•готовых вод: иссушение при находящихся в пределах капиллярной каймы грунтовыч водах привело к частой частой смене восходящих и нисходящих солевых токов , приведших к процессам солонцеобразова-вания.

Процессы морфологической солонцеватости почв позднехвалынс-кой равнины активизировались на рубеже раннего и среднего суббо-реалыюго периода (4,5-3,5 тысяч лет назад), когда пик аридиза-ции климата на фоне Туралинской трансгрессии Каспийского моря привел к смене разнотравных и злаковых степей на злаково-маревые пустыни. Вследствии избыточной засоленности равнины процессы со-лочцеобразования в этот период были выражены крайне слабо.

Почвы низменностей на этой стадии эволюции характеризуются дифференциацией профиля на горизонты, волнистым типом засоления иедокомплекса; в почвах микропонижений активизируются процессы гумусонакопления и выщелачивания, в почвах микроповышений процессы галогенной цементации, морфологической и химической солонцеватости. Если эволюцию на стадии солонцеобразования в пределах территорий раннехвалынской и позднехвалынской низменностей можно • определить как трансформирующую, т. е. видоизменяющую предыдущий почвенный профиль с сохранением некоторых признаков и добавлением новых (Таргульян,1382), то эволюция почв зоны древней береговой линии позднехвалынского моря в середине голоцена происходила по типу наложенной: длительная стадия маршевых и луговых почь предопределила резкую литологическую неоднородность почво-грукта и развитие почв нового профиля происходило в толще наследуемого, но без его стирания . Так, в суббореальное время почвенный покров рассматриваемой территории состоял из своеобразных почв с иловатым "просолонцовым" верхним горизонтом. Дальнейшем этапом эволюции почвенного покрова этой территории, вероятно, была стадия однородного почвенного покрова из солонцов или солонцеватых разностей почв.

Дальнейший тренд природного развития почв низменностей направлен по типу развивающей и наследующей эволюции: происходит развитие возникших признаков почв педокомплекса с сохранением типа его строения. По мере эволюции увеличивается дивергенция

■ - 21 -

сочетаний элементарных почвенных процессов (ЭПП) в пределах то-погенных комплексов почв: почвы микроповышений характеризуются развитием химической и морфологической солонцегатости, засоления; почвы микропонижений отличаются процессами гумусонакопления и выщелачивания.

Для почв Сарпинской низменности развивающий тип эволюции был характерен в суббореальном периоде и наследующий - в субатлантическом; почвенный покров Черноземельской низменности эволюционировал в субатлантическое время по типу развивающей. В'суб-бореальное и субатлантическое время почвы микроповышений зоны древней береговой линии характеризуются развивающей , почиы микропонижений - стирающей эволюцией. Сопоставление современных комплексов почв территорий разновозрастных низменностей, выявляет тенденцию к усложнению почвенного покрова и устойчивости комплексности во времени.

В последние время картина природной эволюции почвенного покрова преобразуется под влиянием антропогенного фактора, позволяя говорить об особом антропогенном этапе эволюции почв региона. Орошение, увеличивающее в несколько раз годовые нормы увла-женения почв, и распашка земель обуславливают гомогенеэацию почвенного покрова, изменяет: скорость протекания ЭПП. Если разнообразие современного фонового почвенного покрова обусловлено тысячилетней эволюцией, то почвенный покров в условиях орошения трансформируется за несколько лет.

Тренд антропогенной эволюции зависит от уровня земледелия. Так, низкий уровень земледелия на массивах ключевых участков позднехвалынс:гай равнины предопределил активизацию процессов засоления, химического осолонцевания и оглеения. Сопровождающийся по мере орошения процесс поднятия уровня грунтовых вод обуславливает изменение процессов засоления педоко($плексов: сохраняющееся естественное пятнистое соленакопление (1-5 лет)- волнистое (5-10 лет)- сплошное (10-15 лет). В результате, на длительно оропаемых полях возыояэн однородный почвенный покров из почв, не имеющих аналогов в природе, например, »га малопродуктивных солончаков луговатых солонцовых. Усиливающееся васоление сопровожда-

ется процессами окарбоначивания, содообразования и дегумифика-ции.

Исссдедование орошаемых массивов с относительно высоким уровнем земледелия в пределах территории раннехвалынской низменности выявило, что трекд антропогенной эволюции почв этого участка направлен также на гомогенизацию, но со становлением однородного почвенного покрова из. плодородных луговато-каштановых почв: активизируются процессы рассоления , рассолонцевания и гу-мусонакопления.

В."Заключении" обобщены основные результаты исследования почв и почвенного покрова в пределах Черноземельской и Сарпинс-кой низменностей Западного Прикаспия и сформулированы следующие положения, являющиеся предметом защиты:

1. Почвы Западного Прикаспия являются полигенетичными и имеют сложную историю их формирования. Региональные особенности формирования почв во времени и различия в основных факторах и условиях почвообразования позволили выделить три основных поч-венно-генетических района в пределах исследованной территории:

а) район опустыниваюшихся степей (участок "Цаган-Цур")-раннехвалынская. морская аккумулятивная равнина с возрастом континентального развития около 15 тысяч лет, с развитым микрорельефом, с резкими и значительными изменениями почвенного покрова в первой половине голоцена, приведшими к контрастному почвенному покрову в среднесуббореальное время, с зональными светло-каштановыми почвами.

б) район остепняющихся пустынь (участок "Дед-Хулсун") -позднехвалынская морская аккумулятивная равнина со слабо развитым микрорельефом и вследствие избыточной засоленности характеризующаяся медленной развивающей эволюцией во второй половине голоцена и слабоконграстным' почвенным покровом в среднесуббореальное время, с зональными бурыми пустынно-степными почвами.

в) переходная территория (участок "Цаган-Усн") с быстрым становлением солонцового, возможно на начальных этапах однородного почвенного покрова и характеризующаяся фрагментарно

- 23 -

стирающей эволюцией во второй половине голоцена.

2. Становление типовых морфологических и химических свойств почв, а также почвенных комплексов (сформированных в условиях насыпей курганных сооружений) происходит в течение сотен лет. В пределах разновозрастных микрокатен выявлена единая тенденция в пространственном распределении солей: окарбоначивание переферий-ных участков микроповышений, смещение основных аккумуляций сульфатов к центру и максимальное засоление центральной части хлоридам!, а также большая гумусированность почв'в пределах нижних частей склонов.

3. Наиболее распространенные почвенные комплексы в пределах раннехзалынской равнины представлены солончаковатыми солонцами микроповышений, луговато-каштановыми почвами ложбинообразных западин и светло-каштановыми с признакам!! луговости почвами микросклонов. Почвенные комплексы позднехвалынской равнины состоят из бурых солонцеЕатых почв пли солонцов микропозышений, лутовато -бурых пустынно-степных почв блюдцеобразных западин и бурых текстурно-дифференцированных почв микросклонов. Бурые пустынно-степные и светло-каштановые почвы приурочены к разновозрастным территориям и географически дифференцируются. Явление комплексности гсочвениого покроЕа Западного Прккаспия вследствие постоянного перераспределения солей в пределах топогенных комплексов почв регионально и. устойчиво во времени. Максимально контрастные комплексы образованы на территориях с выраженным микрорельефом и большим возрастом континентального развития.

4. В условиях орошения почв Западного Прикаспия изменяется характер их засоления и направленность других почвенных • процессов. Степень таких изменений коррелирует с. длительностью орошения, приуроченност5ю почвы к элементам естественного или искусственно созданного микрорельефа, с удаленностью исследованных пассивов от оросительных каналов и с уровнем земледелия:

а) Ороааеиые почвы на массивах с низким качеством земледелия характеризуются физической деградацией солонцового горизонта на фоне возникающей глубинной солонцэватости, дегумификацией, частичным рассолением на первых этапах орошения, волнистым ха-

- ZA -

рактерон засоления длительно орошаемых почв при низком уров» залегания грунтовых вод и,практически, сплошным засолением н массивах с высоким уровнем грунтовых вод. В этих условиях выяв лена тенденция к формированию однородного почвенного покрова и малопродуктивных почв (солончаков луговатых солонцовых и др.)

б) Орошаемые почвы на массивах с относительно высокой куль турой земледелия- характеризуются развитием процесса гумусонакопления, рассолонцевания и рассоления. Антропогенна эволюция почв этих участков также выражается в гомогенеэацк почвенного покрова, но с расширением площади более плодороднь почв (луговато-каштановых и др.).

5. Данные о сопряженной эволюции почв исследуемой территс рии в природном и антропогенном трендах должны служить научнс основой для прогноза состояния и целенаправленного управлеш почвенными русурсами.

Основное содержание диссертации отражено о следующих опубли! ванных работах:

1. Трансформация свойств почв солонцового Комплекса ni действием орошения в районе Черных земель Калмыкии / Вестн. МГ Сер. география, 1990, N 3. С. 77-83 (в соавт. с Зотовой К1 А.)

2. Голоценовая эволюция почв и природно-экологических уел вий в низменной части Калмыкии// Проблемы древней истории Севе ного Прикаспия, сб. тез. .Куйбышев, 1990. С. 71-72 (в соавт. Геннадиевым А. Н.)

3. Состояние почвенных банков семян в районе Черных аеме / Вестн. МГУ. Сер. география, 1991, N6. С. 76-81 (в соавт. С.Волод ной И. В.)

4. Origin! and evolution in holocene of salinized £ solonetz soils in the low-lying districts of the Kali //Genesis and control of salt-affected soils. Moscow ,19i p. 138-142 (in collaboration with A. Gennadi ye v),

5. Эволюция почвенного покрова Западного Прикаспия в roj цене: региональные факторы и тренды // Эволюция почв и почвеш го покрова в связи с изменениями природной среды. Пущино (в i чати).