Геоэкологическая характеристика природно-территориальных комплексов современного гидроморфизма

Волкова, Наталья Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геоэкологическая характеристика природно-территориальных комплексов современного гидроморфизма
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Геоэкологическая характеристика природно-территориальных комплексов современного гидроморфизма"

На правахрукоп иси

Волкова Наталья Александровна

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНО-ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ

КОМПЛЕКСОВ СОВРЕМЕННОГО ГИДРОМОРФИЗМА (НА ПРИМЕРЕ ЮГО-ВОСТОЧНЫХ ОТРОГОВ ДОНЕЦКОГО КРЯЖА)

25.00.36-Геоэкология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в Институте водных проблем РАН, Москва

Научный руководитель: доктор географических наук

Н.М. Новикова

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук

Н.Б. Хитров

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Е.М. Гусев

доктор географических наук, профессор Н.Я. Минеева

Ведущая организация: Лаборатория аридных экосистем

Института проблем экологии и эволюции им А.Н. Северцова

Защита состоится « 16 » июня 2005 г. в _14_часов на заседании диссертационного совета Д. 002.040.01. по адресу: 119991, Москва, ул.Губкина, д. 3, Институт водных проблем РАН Тел.(095)135 56 54

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИВП РАН

Автореферат разослан « »_2005 г.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим направлять по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, ул. Губкина, 3, Институт водных проблем РАН, ученому секретарю Диссертационного совета Д.002.040.01, факс 135-54-15

Ученый секретарь диссертационного совета д.г.-м.н., профессор

Р.Г. Джамалов

Актуальность исследования. Степи России - яркий пример трансформации природных комплексов целой природной зоны в природно-антропогенные. Сформировавшийся на их месте за 200- летний период полевой биом характеризуется высокой степенью распашки - до 75-90% площади отдельных регионов. Глубокие изменения претерпели растительность, животный мир, почвы. Природная биота сохраняется только на 0,4 % площади охраняемых территорий (Тишков, 1996) и на неудобях. Это привело к существенному обеднению степного биоразнообразия на всех его уровнях. Значительные изменения произошли и в водном режиме этих территорий как из-за изменения природопользования, так и в связи с современными климатическими флуктуациями (Антропогенное воздействие..., 2003). В итоге степные пространства превратились в экологически дестабилизированную среду с характерными для нее свойствами (Залетаев, 1989) - повышенной реактивностью на внешние воздействия и проявлением короткоживущих и микроочаговых процессов, свидетельствующих о неустойчивости и скрытых тенденциях развития.

В условиях экологической дестабилизации среды в лесостепных и степных районах на водораздельных территориях (плакорах и их склонах), занятых агроландшафтами, получило развитие явление локального переувлажнения. На переувлажненных землях формируются природно-территориальные комплексы (ПТК) современного гидроморфизма. Переувлажнение и часто сопутствующее ему засоление почв становится причиной деградации высокопродуктивных черноземных почв и вывода земель из сельскохозяйственного оборота, снижает эффективность хозяйственной деятельности человека. Устойчивая тенденция роста площадей ПТК, обусловленных переувлажнением в отдельные периоды может создать ситуацию экологической напряженности (Зайдельман и др., 1998).

Просмотр и анализ опубликованной научной литературы по этой проблеме (Сувак, 1975а, б, 1977,1980; Полупан,1983; Яровенко, 1989; Хитров и др., 2000; Назаренко, 2002 и др.) обращает внимание на то, что основной упор в исследованиях был сделан на изучение изменений в почвенном покрове. Одновременно рассматривались литологические комплексы, рельеф, климат и хозяйственная деятельность человека. Однако изучению межкомпонентных связей и оценке роли формирующихся растительных сообществ в степном биоме и хозяйственной жизни человека в этих новых экологических условиях уделялось недостаточно внимания.

Цель исследования. Цель работы — изучить новые для степной зоны природные территориальные комплексы (ПТК), сформировавшиеся в условиях проявления современного переувлажнения в богарных агроландшафтах плакоров юго-восточных отрогов Донецкого кряжа, охарактеризовать их с ландшафтно-экологических позиций и предложить пути рационального использования.

В связи с поставленной целью были решены следующие задачи:

1. Охарактеризовать компонентный состав ПТК современного гидроморфизма и разработать типологию, отражающую разнообразие условий их формирования.

2. Выявить разнообразие ботанического компонента ПТК современного гидроморфиз-ма и оценить возможность поддержания на их основе разнообразия растительности зонального типа.

3. Изучить экологические связи видов и сообществ растений с характеристиками увлажнения и засоления почв ПТК современного гидроморфизма.

4. Разработать методику проведения мониторинга ПТК современного гидроморфизма.

5. Обобщить имеющийся опыт по снижению негативных последствий современного гидроморфизма в агроландшафтах на плакорах и предложить рекомендации по оптимизации их хозяйственного использования.

Объект, материалы и методы исследования. Объектом исследований являются природно-территориальные комплексы современного гидроморфизма, соответствующие рангу фаций и простых урочищ. Предметом изучения избран их компонентный состав, закономерности его формирования, пространственно-временная динамика, межкомпонентные связи, возможности хозяйственного использования.

Диссертация основана на собственных экспериментальных данных автора, полученных в процессе полевых исследований в составе экспедиционного отряда Института водных проблем РАН, Донского государственного аграрного университета (ДонГАУ) и Почвенного института им. В.В. Докучаева РАСХН в период с 2000 по 2004 гг. В работе использованы фондовые материалы ДонГАУ, планы землеустройства (М 1:25000 и 1:10000), данные комплексных режимных наблюдений на ключевом участке за 7 лет работ и 58 очагах переувлажнения за 3 периода повторных наблюдений.

Применялись современные традиционные методы экспериментальных эколого-географических маршрутных и стационарных наблюдений, сбора, обработки и анализа данных; крупномасштабное геоботаническое и почвенное картографирование.

Научная новизна результатов исследования:

- выполнена типология ПТК современного гидроморфизма на основании условий их формирования и дана комплексная характеристика компонентного состава и изменения структурной организации по годам;

- полно изучен ботанический компонент локальных природно- территориальных комплексов современного гидроморфизма, формирующихся в условиях исходно авто-морфных ландшафтов юго- восточных отрогов Донецкого кряжа, на основании чего получена сводка о ботаническом разнообразии одного из важных степных биотопов природно-антропогенного происхождения;

- выявлено флористическое разнообразие различных ПТК современного гидроморфизма, их сходство и различие с локальными флорами других степных биотопов (лесополос, агроценозов, залежей, целинного степного участка);

- сделано заключение о том, что растительность гидроморфных комплексов не поддерживает ботаническое разнообразие зональной степной растительности, а массовое скопление сорных видов является источником постоянного биологического загрязнения аг-роценозов;

- впервые разработана классификация растительных сообществ, формирующихся в очагах переувлажнения на плакорах, рассмотрены сукцессионная динамика растительности и экологическая приуроченность синтаксонов;

- на основе установленных в работе индикационных связей видов и сообществ с характером увлажнения и засоления почв, обоснована методика организации мониторинга за степенью и площадью развития переувлажнения;

- предложены пути хозяйственного использования растительности, формирующейся в очагах современного гидроморфизма.

Практическая значимость. Диссертационная работа вносит вклад в раздел наук о Земле, в геоэкологию, развивая представление о закономерностях саморегуляции гидро-генно трансформированного ландшафта и возможных путях управления этим процессом на основе адаптации природопользования. Особенностью диссертационной работы является усиленное внимание к ботаническому компоненту очагов современного переувлажнения. Полученные данные о ботаническом разнообразии новых локальных гидроморф-ных комплексов пополняют знания о степном биоме и его актуальной биогеографии.

Практическое значение работы связано с проведенной инвентаризацией и типологией гидроморфных комплексов, установлением направления их хозяйственного использования и разработкой системы мониторинга этого явления на основе индикационных связей видов и экологических факторов. Полученные данные, характеризующие ландшафтное и ботаническое разнообразие ПТК современного гидроморфизма, взаимосвязи их компонентов, используются в учебном процессе при чтении лекций и проведении полевой практики по экологии агроландшафтов в ДонГАУ. Материалы диссертации вошли в научный отчет ИВП РАН за 2000-2003 гг. по теме "Оценка влияния изменения режима вод суши на наземные экосистемы", сводный отчет за 2001 г. по экспедиционному проекту 1165.1 ФЦП "Интеграция" "Естественные и антропогенные процессы и факторы формирования, функционирования и эволюции агроландшафтов юга России"', в отчет ИВП РАН по

проекту Отделения наук о Земле РАН (№9) "Оценка трансформации природных комплексов под влиянием природных и антропогенных изменений вод суши", 2005 г.

Защищаемые положения:

- все компоненты очагов переувлажнения на плакорах юго-восточных отрогов Донецкого кряжа несут следы гидроморфизма: формируются почвы полугидроморфного и гидроморфного ряда с признаками вторичного засоления; произрастает гидрогалофильная растительность; минерализованные грунтовые воды присутствуют в почвенном профиле;

- типология ПТК современного гидроморфизма, формирующихся в исходно авто-морфных ландшафтах плакоров юго-восточных отрогов Донецкого кряжа, основанная на учете условий их формирования и использующая пространственную структуру, обусловленную степенью переувлажнения почв, глубиной залегания, минерализацией почвенно-грунтовых вод, характером использования;

- предложения по использованию растительности вторично-гидроморфных природных комплексов для целей мониторинга и рационального ведения сельского хозяйства.

Апробация работы. Основные положения работы были доложены на VIII международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-2001", школе-семинаре молодых ученых "Современные динамические компоненты экосистем пустынно-степных районов России" в 2001 г., конференции молодых ученых ИВП РАН- 2002 и 2004, заседании Комиссии биогеографии МЦРГО, 2002, а также на заседаниях научного семинара Лаборатории динамики наземных экосистем под влиянием водного фактора ИВП РАН. Работа выполнялась в рамках плана НИР ИВП РАН 2000-2003 гг. "Оценка воздействия изменения вод суши на наземные экосистемы", ФЦП "Интеграция" экспедиционного проекта 116-5.1 (1999-2001 гг.) и государственного контракта № Б 0103/1628, проекта РФФИ № 99-05-64027 "Развитие теории микроочаговых процессов как индикаторов экологически дестабилизированной среды"; и Программы №9 фундаментальных исследований Отделения наук о Земле РАН 2003-2004гг. "Оценка трансформации природных комплексов под влиянием природных и антропогенных изменений вод суши".

Публикации. Основные результаты и теоретические положения диссертации изложены в 14 опубликованных работах.

Личный вклад автора. Исследования автора проводились в составе творческого коллектива, представленного сотрудниками, аспирантами и студентами Института водных проблем РАН, Донского государственного аграрного университета и Почвенного института им В.В. Докучаева. Все геоботанические исследования выполнены автором: собраны, обработаны и проанализированы экспериментальные данные, на основании этого созданы списки видов, характерных для различных биотопов плакоров исследуемой территории; выполнена классификация растительных сообществ участка заповедной степи и ПТК современного гидроморфизма; выполнена оценка ботанического разнообразия, формирующегося в очагах переувлажнения и сделано сопоставление с ботаническим разнообразием других биотопов степных плакоров, включая заповедный участок; создана ГИС на ключевой участок и осуществлен картографический мониторинг растительности за ряд лет; разработаны предложения по хозяйственному использованию растительности переувлажненных участков. Автор участвовала в отдельные сроки в работах по сбору данных по влажности и засолению почв, описывала структуру ПТК. Собранный гербарий, представляющий 90 наиболее массовых видов, был определен и проверен по образцам гербария географического факультета МГУ. Данные, характеризующие солевой состав и влагосодер-жание почв для установления тесноты их связи с растительностью, получены от почвенной исследовательской группы и частично выполнены самостоятельно. Концепция типологии ПТК современного гидроморфизма по ведущим факторам их формирования принадлежит автору, но характеристика компонентного состава осуществлялась совместно с О.Г. Назаренко.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 198 страницах, состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы, содержащего 222 наименования и 5 приложений.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю доктору географических наук Н.М. Новиковой за ценные советы и содействие в написании работы, а также доктору биологических наук О.Г. Назаренко за предоставленные данные почвенных режимных наблюдений и постоянную помощь во время проведения полевых работ и подготовки к диссертации, доктору сельскохозяйственных наук Н.Б. Хитрову, немало способствовавшему ее завершению.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. РАЗВИТИЕ СОВРЕМЕННОГО ГИДРОМОРФИЗМА НА ПЛАКОРАХ В СТЕПНОЙ ЗОНЕ

В данном разделе работы выполнен обширный анализ научных публикаций по проблеме современного гидроморфизма. Даны определения основным понятиям, обозначающим явление и процессы переувлажнения земель, гидроморфных ландшафтов и почв, критерии их выделения согласно взглядам Г.Н. Высоцкого (1906), С.С. Неуструева (1930), А.А Роде (1959), ВА. Ковды (1934) и других. Согласно определению, данного А.А Роде (1959), гидроморфными почвами называются те, в почвенном профиле которых (во всем или только в какой-либо его части) более или менее длительно (т.е. не только в течение того времени, которое необходимо для стекания просачивающейся гравитационной влаги) наблюдается влажность, превышающая наименьшую влагоемкость. Гидроморфизм ландшафтов оценивается по положению грунтовых вод и под гидроморфными природно-территориальными комплексами понимаются такие, в которых грунтовые воды участвуют в почвообразовательном процессе. Современный (иначе - вторичный) гидроморфизм развивается в условиях исходно автоморфных ландшафтов. В настоящей работе рассматриваются ПТК современного гидроморфизма, формирующиеся в степной зоне в условиях богарных агроландшафтов на плакорах.

Проблема развития современного гидроморфизма в южных районах России является водной по ведущему фактору и геоэкологической по сути. Причины его возникновения заключаются в различных видах хозяйственной деятельности (ирригация, гидротехническое строительство, промышленное и коммунальное водопотребление, агротехнические приемы водосбережения, землеустроительная деятельность). Эти виды хозяйственной деятельности вызывают изменения водного режима в ландшафтах, что приводит в ряде случаев к переувлажнению, засолению почв, деградации земель.

Особое место в рассматриваемом ряду проявления антропогенно обусловленного современного гидроморфизма занимают участки переувлажнения, возникшие в освоенной части плакоров степного ландшафта - агроландшафтах - и не имеющие связи с гидрографической сетью, урбанизированными территориями или ирригационными системами. В диссертации приводятся сведения о распространении этого явления: в лесостепных и степных районах Молдавии (Сувак, 1975; 1977;1980), Украины (Полупан и др., 1983; Яро-венко, 1989), Центрально- Черноземной области России (Ахтырцев и др., 1975; А.Б. Ах-тырцев, 1999; Зонн и др., 2001), Восточном Донбассе (Минкин и др., 1990; Литвинов, 2001; Назаренко, 2002), Предкавказье (Зайдельман, 1992; Виднов, Середина, 1996; Ачка-нов, Николаева, 1999; Зайдельман и др., 1998).

Анализ имеющейся научной литературы по проблеме современного гидроморфиз-ма позволил сделать вывод о том, что явление современного переувлажнения развивается в виде локализованных очагов на территориях, имеющих к тому природные предпосылки (литологические, геоморфологические, климатические) в условиях ведения водорегулирующей хозяйственной деятельности человека. Важным фактором расширения и усиления гидроморфизма в агроландшафтах на плакорах являются климатические флуктуации.

2. РАЙОН РАБОТ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1. Физико-географическая характеристика района работ и развитие современного гидроморфизма на его территории

В разделе дана подробная характеристика района исследований - юго- восточных отрогов Донецкого кряжа в пределах Ростовской области: геологии, рельефа, климатических условий (в том числе подробно за период работ), почв, растительности. Отмечен широкий масштаб распространения явления вторичного переувлажнения на данной территории, а также конкретизированы условия формирования ПТК современного гидроморфизма. Особое внимание уделено климатическим трендам, наблюдаемым в районе работ. Для периода исследований (1997-2004 гг.) оценены отклонения от среднемноголетних сумм осадков, значения гидротермических индексов, ежегодная продолжительность атмосферных засух.

2.2.1. Методы исследований

Геоэкологическая (ландшафтно-экологическая) характеристика ПТК современного гидроморфизма включала определение и оценку компонентного состава и пространственно-временных изменений структурной организации ПТК. Для сбора экспериментального материала были проведены экспедиционные работы в составе полевого отряда Донского Государственного аграрного университета и Почвенного института им. В.В. Докучаева РАСХН на территории Октябрьского района Ростовской области. Исследования выполнялись с использованием картографических, экспедиционных, стационарных, полевых почвенных, геоморфологических, гидрогеологических и геоботанических методов в сочетании с лабораторным анализом образцов почв и грунтовых вод. Для изучения структуры ПТК современного гидроморфизма и характеристики их компонентов была разработана система показателей, которые регистрировались в поле. Для удобства хранения и обработки экспериментальные данные были сосредоточены в Базе данных, представляющей собой тематически связанные между собой таблицы, созданные в прикладной программе EXCEL. Географические координаты точек стационарных и маршрутных наблюдений и площадная съемка фиксировались методом дистанционного позиционирования с помощью прибора GPS Garmin-12. Это позволило создать ГИС на изучаемую территорию, на основе которой осуществлена связь наземных данных с дистанционной информацией и реализуется оперативный контроль за развитием явления переувлажнения. Для обработки и анализа данных использовались специальные прикладные программы ECOL, STATISTICA, Arc View и др. При оценке растительности, формирующейся в очагах переувлажнения, был использован метод сравнения пары участков - опыт - контроль. В качестве «контроля» был выбран участок заповедной Персиановской степи (Октябрьский район Ростовской области). Важной частью методического подхода является разработка обоснования системы мониторинга ПТК современного гидроморфизма.

2.2.2. Характеристика объектов ключевых и маршрутных исследований

Все исследования проводились в Октябрьском районе Ростовской области. В разделе дана подробная характеристика литологии, рельефа, почв, грунтовых вод, истории возникновения гидроморфизма на экспериментальных участках, а также эталонного участка Персианов-ской заповедной степи.

Участок режимных наблюдений расположен в 8 км к югу от г. Новошахтинск и в 2 км от хутора Шевченко, занимает площадь 250 X 200 м2 на склоне водораздела. Фоновыми на исследуемой территории являются черноземы обыкновенные карбонатные глубинно- слитизированные глинистые, не имеющие засоления. Возникновение переувлажненных пятен в изучаемом агроландшафте обусловлено локальным выклиниванием на склоне минерализованных грунтовых вод. В результате переувлажнения в последние 30-50 лет здесь появились вторично засоленные черноземы. Территория изучаемого водораздела распахана в 20-х годах, в 40-50-х гг. она использовалась под пастбище, в конце 50-х гг. повторно распахана. С 1993 г. нижняя половина склона (где и выбран ключевой участок) с появляющимися на нем пятнами тростника оставлена под залежь.

Маршрутные наблюдения проводились на 58 очагах гидроморфизма на территории совхоза "Россия" Октябрьского района Ростовской области. Основные почвообразующие породы здесь представлены желто- бурыми пылевато- иловатыми тяжелыми суглинками, красно- бурыми, желто- бурыми, зелеными глинами. На этих породах образовались черноземы обыкновенные. На исследуемых участках кроме черноземов обыкновенных формируются очаги с полугидроморфными и гидроморфными почвами. Территория максимально освоена. Большую часть составляет пашня (60%), используемая под возделывание, главным образом зерновых и масличных культур. Сенокосами и пастбищами занято 20%, значительную часть составляют залежи (15%).

Участок целинной степи ("контроль") расположен в 10 км к северу от г. Новочеркасск. Площадь целинного участка 66 га. По рельефу он представляет собой приподнятую слабо волнистую равнину. Почвообразующими породами служат лессовидные средние суглинки, на которых формируются черноземы обыкновенные карбонатные. Основная часть массива степи представлена целинной степью, лишь небольшую ее часть составляет 100- летняя залежь. Заповедник находится в подзоне типчаково-ковыльной степи.

3. КОМПОНЕНТНЫЙ СОСТАВ, ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА И ТИПОЛОГИЯ ПРИРОДНО-ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ СОВРЕМЕННОГО

ГИДРОМОРФИЗМА

Процедуры классификации и типологии являются мощным инструментом познания для естественных наук. В нашей работе типология элементарных ПТК современного переувлажнения фациальной размерности была выполнена на основании следующих показателей: степени увлажнения, как основного фактора трансформации исходных авто-морфных ландшафтов, стабильности увлажнения, состава растительности и характера использования. В итоге были выделены 5 элементарных ПТК фациальной размерности: 1 - с сильным стабильным в многолетнем плане переувлажнением - как правило, это центральная часть очага с высокорослыми (более 1,5 м) тростниковыми сообществами, где из-за ежегодного поступления большого количества воды агротехническая обработка почвы производится крайне редко или прекращена полностью; 2-с периодическим высоким и средним переувлажнением - эти ПТК часто располагаются вокруг центральной части очага, растительность представлена пырейными и вейниковыми сообществами, эти участки длительное время не обрабатываются; 3 - со средним переувлажнением - эти ПТК часто располагаются по периферии очага переувлажнения, заняты сорнотравьем, территория периодически распахивается, следов распашки этого года нет; 4-с флуктуирующим увлажнением от сильного к среднему (в зависимости от водности года). В растительном покрове преобладает тростник на распашке этого года; 5 - со слабым переувлажнением -эти ПТК выделяются по присутствию сорнотравья в угнетенных посевах этого года, или отсутствию культурных растений после распашки этого года, т.к. отмечается засоление, эти участки обрабатывают в более поздние сроки.

Дополнительным фактором дифференциации элементарных ПТК является засоление, которое также выделяется по степени - слабое, среднее сильное. В соответствии со степенью засоления и глубиной солевого горизонта в корнеобитаемом слое изменяется состав растительности. Каждый из выделенных фациальных элементов встречается как отдельно, так и в виде экотонной системы по градиенту увлажнения - от ядра с максимальным к периферии с наименьшим переувлажнением (рис. 1).

Рис. 1. Обобщенная схема структурной организации гидро-морфного участка.

Условные обозначения: 1 - ПТК сильного переувлажнения с тростником; 2 - ПТК среднего переувлажнения с пыреем; 3 - ПТК слабого переувлажнения с обильным участием сорняков, периодически распахиваемые, следов распашки этого года нет; 4 — ПТК флуктуирующего переувлажнения от сильного к среднему с разреженным тростником или пыреем по распашке текущего года; 5 - ПТК слабого переувлажнения с посевами в более поздние сроки, отстающими в росте и повышенным в сравнении с общим фоном поля участием сорняков.

Для характеристики более сложных ландшафтных структур современного гидро-морфизма, соответствующим ландшафтным единицам в ранге простых урочищ, были выделены типы, учитывающие главные факторы их формирования - рельеф и источник увлажнения. На исследуемой территории было выделено 11 таких типов (табл. 1).

Таблица 1. Типы ПТК современного гидроморфизма, выделенные по условиям их формирования (на примере Октябрьского р-на Ростовской области)

Формы и элементы рельефа Источники увлажнения на плакорах на приводораздельных склонах

вершины западины амфитеатры ложбины склоны

застаивание натечных поверхностных вод 2(1) 4(0 1(2)

переувлажнение почвенно-грунтовыми водами 1 У)* 3(1) 5(7) 8(6) 10(20)

смешанное увлажнение 6(6) 9(6) 11(5)

♦Первая цифра - порядковый номер типа ПТК современного гидроморфизма в ранге урочища; вторая цифра в скобках - количество встреченных участков хинного типа на исследуемой территории

В главе дана развернутая комплексная характеристика каждого из 11 выделенных типов: общая площадь очага пироморфизма,; для каждого элементарного ПТК входящего в тип: площадь, уровень и минерализация грунтовых вод, почвообразующие породы, подтипы почв, признаки и степень проявления гидроморфизма в почве, растительные сообщества. Для каждого типа были выбраны наиболее представительные участки, на которые составлялись серии карто- схем, отражающих изменение пространственной структуры участка по годам (рис. 2). Источником информации послужили анализ и обобщение экспериментальных данных, полученные при обследовании 58 участков.

Рис. 2. Пример картосхем, составленных для каждого типа ПТК современного гидромор-физма и отражающих изменение пространственной фаци-альной структуры по годам: А - тип 4 - ПТК современного натечного переувлажнения, сформированные в амфитеатре; Б - тип 10 - ПТК с почвенно - грунтовым увлажнением, сформированные на склоне

Условные обозначения:

1 - сильное переувлажнение- тростниковые, ситниковые, клубнекамы-шевые сообщества;

2 - среднее переувлажнение - пы-рейные сообщества, галофиты;

3- среднее переувлажнение - засоленные почвы, галофиты;

4 - флуктуации от сильного к среднему- тростниковые сообщества по распашке этого года;

5 - слабое переувлажнение - сорно-травье (трехреберник, щавели) на распашке этого года, угнетенные посевы.

Почвы на исследованных гидроморфных ПТК представлены черноземами обыкновенными, луговато-черноземными, лугово-черноземными, черноземно-луговыми и влажно-луговыми типами и подтипами. Минерализация грунтовых вод колеблется от слабой (2,8 г/л) до сильной (16,9 г/л). Уровень грунтовых вод меняется под разными ПТК от 0,5 м до 7 м. Проявление гидроморфизма в почвах изученных ПТК бывает эпизодическим, регулярно пульсирующим и постоянным. По полноте выраженности пространственной структуры элементарных ПТК внутри типов выделяются: полночленные (присутствуют все элементарные ПТК), укороченные (присутствуют только первые четыре фации, неполные (отсутствуют один или два элементарных ПТК); начальные (представлен только один или два элементарных ПТК, исключая 1). Общая площадь выявления гидроморфиз-ма колеблется от 20 м до 167 тыс. м2, а диапазон площадей элементарных ПТК внутри гидроморфных очагов составляет от 20 м2 до 150 тыс. м2. Таким образом, выделенные типы ПТК современного гидроморфизма отличаются от окружающих агроландшафтов по характеристике большинства компонентов: растительности (составу, экологии видов и сообществ), типу и подтипу почв, глубине залегания и минерализации грунтовых вод, по почвообразующим и подстилающим породам. Кроме того, они различаются по площади проявления гидроморфизма, сложности пространственной структуры (представленности элементарных фациальных комплексов) и изменчивости компонентов комплекса во времени. Проведенная инвентаризация и геоэкологическая характеристика ПТК современного гидроморфизма служит основой созданной ГИС для мониторинга явления переувлажнения в агроландшафте на территории исследований.

4. БОТАНИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ПРИРОДНО-ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ СОВРЕМЕННОГО ГИДРОМОРФИЗМА

Просмотр и анализ опубликованной научной литературы обращает внимание на недостаточную изученность растительности, формирующейся в очагах переувлажнения и оценки ее роли в степном биоме. В рассмотренных работах в основном обращается внимание на видовой состав растений (Яровенко, 1989), их морфологические и экологические особенности, урожайность, имеются сведения по экологии отдельных видов (Зайдельман и др., 1998). Отрывочность и фрагментарность данных не позволяет произвести сравнительный анализ растительности, как компонента гидроморфных ПТК, новых биотопов степной зоны, оценить ее роль в степном биоме и возможность хозяйственного использования.

В работе была поставлена задача выявления ботанического разнообразия новых для степного биома природно- антропогенных территориальных комплексов и оценки их роли в поддержании биоразнообразия растительности степного типа. Методически поставленная задача решалась путем выявления и сопоставления флористического и фито-ценотического состава растительности ПТК современного гидроморфизма и целинного степного участка Персиановский. Затем был проведен анализ состава и оценено сходство ботанического разнообразия для отдельных элементарных ПТК внутри гидроморфных комплексов. На этой основе, был оценен вклад антропогенных биотопов - очагов переувлажнения, в ботаническое разнообразие степного регионального биома и сделан вывод об исходящей от них опасности биологического загрязнения.

4.1. Флористическое и фитоценотическое разнообразие Персиановского степного заповедного участка

Особая ценность заповедного участка Персиановской степи определяется тем, что это практически единственный участок, сохраняющийся на плакоре и представляющий эталон настоящей степи на черноземах обыкновенных. Кроме того, этот фрагмент естественной растительности находится в ландшафтных условиях, похожих на условия, в которых формируются изучаемые ПТК современного гидроморфизма. Изучение флористического состава эталонного участка Персиановская степь показало, что общее число видов растений составляет 109 видов. Среди них преобладают представители семейств Ая-teraceae (13,8%), Роасеае (11,2%), ¥аЪасеае (8,8%), ЗсгоркШапасеае (8,8%), Ьат1асеае

(8%), ЬШасгаг (6,3%)- Выделены четыре самостоятельных фитоценотических элемента заповедной степи, сравнительно четко выраженных в ландшафте: типичная для данной подзоны типчаково-ковыльная степь, умеренно увлажненная ковыльно-разнотравная степь, кустарниковая степь, луговая степь.

4.2. Флористическое разнообразие ПТК современного гидроморфизма и его сопоставление с флористическим разнообразием основных степных плакорных биотопов

Сводный список растений, встреченных во время полевых работ, включил 319 видов высших сосудистых растений, относящихся к 221 роду из 57 семейств. Из них в очагах переувлажнения встречено 227 видов, на участке эталонного степного биотопа - 109, на залежах и неудобях - 148, на полях - 29, в лесополосах - 63, по дорогам —43 вида (табл. 2). Впервые составлены флористические списки фациальных элементов ПТК современного гидроморфизма и других биотопов плакоров исследуемой территории. Наибольшее число таксонов всех рангов, отмеченное в очагах переувлажнения и на залежи можно объяснить большим разнообразием условий этих биотопов как по фактору увлажнения, так и засоления в сравнении с биотопами, как антропогенного происхождения, так и на целинном с коренной растительностью.

Таблица 2. Число таксонов различного ранга в основных биотопах.

-^биотопы таксоны ——.__^ агро-ценозы лесополосы полевые дороги ПГК современного гидроморфизма залежи целинная степь

виды 29 63 43 227 148 109

семейства И 27 18 48 34 25

роды 26 57 39 169 111 83

Для рассмотренных биотопов характерно преобладание видов, относящихся к семействам вгаевав, Роасеае, ВаЬасвав, Brassicaceae, Ьат1асеае, что составляет 53 % от общего флористического списка и вполне отражает зональные особенности флоры. Остальные семейства представлены малым числом видов. Спектр лидирующих семейств ПТК современного гидроморфизма аналогичен спектру эталонного степного участка, но видовой состав представлен преимущественно сорными видами, в том числе, карантинными сорняками (Фисюнов, 1984; Горчаковский, 1990; Григорьевская и др., 2004). Это означает, что флористически ПТК современного гидроморфизма представляют угрозу биологического загрязнения.

Кластерный анализ видового состава исследованных биотопов, основанный на парной корреляции флористических списков, составленных для различных биотопов и участков очагового переувлажнения, позволил выявить количественную меру сходства между ними. Наиболее близкими по видовому составу оказываются переувлажненные ПТК и залежи (66% общих видов). Следующий уровень (49%) определяет довольно высокую степень флористического сходства заповедного участка и залежей. Флористическое сходство эталонного степного участка и переувлажненных ПТК значительно ниже (38%).

Иная картина вырисовывается при сравнении видового состава отдельных фациаль-ных элементов (элементарных ПТК 1-5) гидроморфного очага, выделенных по градиенту увлажнения, с упомянутыми степными биотопами плакоров (рис. 3). Дендрограмма показывает, что флористически четко обособляются (74% сходства) ядра переувлажнения (элементарные ПТК 1 и 2)- участки с постоянным максимумом избыточного увлажнения, не возделываемые в течение длительного периода. Здесь формируются преимущественно тростниковые, пырейные, вейниковые сообщества с участием галофитов. Близки флористически элементарные ПТК 4 и 5 (71%), приуроченные к периферийной части переувлажненных ПТК, где отмечены флуктуации избыточного увлажнения от сильного к среднему (элементарный ПТК 4) и слабое переувлажнение (элементарный ПТК 5). Эти биотопы распахиваются, а культурные растения угнетены или не дают всходов. Кроме высокого разнообразия сорных видов здесь отмечено произрастание тростника.

Рис. 3. Дендрограмма флористического сходства некоторых степных

биотопов (с использованием коэффициента сходства Жаккара). Условные обозначения

1- пашня,

2-дороги,

3- лесополосы,

4- элементарный ПТК 1,

5- элементарный ПТК 2,

6- элементарный ПТК 3,

7- элементарный ПТК 4,

8- элементарный ПТК 5,

9- залежи,

10-заповедная степь

Видовой состав растительности залежи и фации среднего переувлажнения (элементарный ПТК 3) имеют среднюю степень сходства (68 %), что можно объяснить сходством в характере их использования. Флористически близки биотопы лесополос, полевых дорог и пашни. Флористический состав растительности Персиановской степи обнаруживает отсутствие сходства со всеми антропогенно преобразованными биотопами.

4.3. Фитоценотическое разнообразие гвдроморфных комплексов

При изучении фитоценотической структуры спонтанной растительности ПТК современного гидроморфизма выполнена классификация, выделены сообщества, охарактеризован их состав и условия произрастания. При этом мы учитывали, что большая часть выделенных сообществ является серийными и в их сложении значительное участие принимают сорные виды. Серийный характер сообществ подтверждается большим числом видов, входящих в выделенные ассоциации и имеющих низкую встречаемость и фитоценотиче-ское значение.

В основу впервые проведенной классификации и эколого- динамической характеристики сообществ, сформировавшихся в ПТК современного гидроморфизма, легли 650 геоботанических описаний, собранных в период наблюдений. Выделено 11 формаций и 30 ассоциаций (табл. 3).

Таблица 3. Схема классификации растительности ПТК современного гидроморфизма.

Формации Ассоциации

[ Phragmites australis 1 Phragmites australis

2 Phragmites australis + Elytrigia repens

3 Phragmites australis + Calamagrostis epigeios

4 Phragmites australis + Tripolium pannomcum

5 Phragmites australis + Ambrosia artemimfolia

6 Phragmites australis в культурных посевах

II Elytrigia repens I Elytrigia repens + Phragmites australis

2 Elytrigia repens

3 Elytrigia repens + Ambrosia artemisufoha

4 Elytrigia repens с сорнотравьем

Ш Calamagrostis epigeios 1 Calamagrostis epigeios + Elytrigia repens

¡2 Calamagrostis epigeios

IV Tripolium pannomcum 1 Tripolium pannomcum + Phragmites australis

¡2 Tripolium pannomcum

3 Tripolium pannomcum + Ambrosia artemisufoha

V Bolboschoenus maritimus 1 Bolboschoenus maritimus + Juncus gerardn

2 Bolboschoenus maritimus + Tripolium pannomcum

VI PuccmelUa distans 1 Puccinelha distans

2 PuccmelUa distans + Tripolium pannomcum

VII Rumex obtusifohus 1 Rumex obtustfolius + Tripolium pannomcum

VIII Triplewospertmim perforatum 1 Tripleurospermum perforatum + Ambrosia artemisufoha

2 Tripleurospermum perforatum + Chenopodium album

fif, 123458978 10

50 _

20 I

Формации Ассоциации

[X Ambrosia artemisnfoha 1 Umbrosta artemisnfoha + Phragmites austrahs

2 Umbrosia artemisnfoha + Tripoltum pannomcum

3 iAmbrosia artemisiifoha + Cirsium arvense

4 Umbrosia artemisnfoha собственно

X Daucus carota ! \Daucus carota + Elylrigia repens

2 !Daucus carota + Artemisla austriaca + Ambrosia artemisnfoha

XI Cirsmm arvense 1 bOirsium arvense

2 \Cirsmm arvense + Ambrosia artemisnfoha

В работе впервые дана подробная характеристика всех выделенных растительных ассоциаций ПТК современного гидроморфизма: видовой состав, число видов, соотношение жизненных форм, проективное покрытие и продуктивность сообществ. Для каждой ассоциации и формации указан спектр условий, в которых они встречаются в переувлажненных ПТК: почвы, уровень почвенно- грунтовых вод, приуроченность к выделенным типам ПТК. Экологические позиции формаций представлены на схеме ординации (рис. 4), отражающей их отношение к условиям засоления и увлажнения

Рис. 4. Схема ординации формаций по степени увлажнения и засоления почв.

биотопов. Из рисунка 4 видно, что растительность вторично- гидроморфных ПТК представлена широким спектром сочетаний упомянутых факторов- от незаселенных слабопе-реувлажненных до сильнозасоленных сильнопереувлажненных биотопов. Этот факт подтверждает большое разнообразие условий формирования растительности ПТК современного гидроморфизма, а полученные экологические характеристики могут быть использованы при обосновании мониторинга.

5. МЕЖКОМПОНЕНТНЫЕ СВЯЗИ И ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПРИРОД-НО-ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ СОВРЕМЕННОГО ГИДРОМОРФИЗМА ВО ВРЕМЕНИ

Развитие современного гидроморфизма на распахиваемых плакорах - явление неблагоприятное для сельского хозяйства. Для оценки его состояния необходима организация мониторинга, предусматривающего оперативный, среднесрочный и долгосрочный прогнозы. Исследование экологических связей между растительностью и другими компонентами ПТК современного гидроморфизма важно как для оценки текущего состояния, так и для перспективного прогнозирования. При работе над данной задачей использовались данные комплексных и режимных наблюдений, полученных на ключевом участке (А-1) в период с 1997 по 2003 гг.

5.1. Связь растительности НТК современного гидроморфизма с засолением почв Методически данная задача решалась путем сопряженного анализа материалов крупномасштабной почвенной солевой съемки на ключевом участке, проведенной в 1997г. и повторно в 2002г., и геоботанических описаний, выполненных одновременно внутри ареалов почвенных контуров. Для оценки степени засоления исследуемых почв было проведено измерение активности ионов натрия в водонасыщенных почвенных пастах при весовой влажности 60%. По регрессионному уравнению рассчитана удельная электропроводность (ЕС): [ЕС (дСм/м) = 0,409+0,215 *а№ (ммоль/л)]. Значения ЕС от 0 до 4,0 дСм/м соответствует незасоленным почвам, от 4,1 до 8,0 дСм/м - слабому засолению почв, от 8,1 до 12,0 дСм/м - среднему, от 12,1 до 16,0 дСм/м - сильному. Результаты исследований показали (рис. 5), что на ключевом участке в области выклинивания минерализованных грунтовых вод (8-15 г/л), которым приурочены заросли тростника, величины ЕС составляют 8,2-10 дСм/м, что свидетельствует о среднем засолении почв и показывает, что исходно незаселенные черноземы обыкновенные карбонатные с величинами ЕС от 0,4 до 1,74 дСм/м сменяются среднезасоленными слабоглееватыми черноземами, на которых обильно растет тростник. Ниже по склону от места выклинивания вод тростник не растет, засоление почв сильное. Наши исследования и в других очагах переувлажнения показали, что в первую очередь засолению подвергаются почвы, расположенные на склоне в области растекания вод. Здесь преобладают солончаковые варианты. Выше по склону солевые растворы могут передвигаться только под действием капиллярных сил, поэтому здесь формируются солончаковатые почвы.

Сильное и среднее засоление отмечается также вдоль водно-эрозионных промоин (на рис.5 - пунктирные линии). Сопоставление засоления почв на ключевом участке в разные годы показало, что в 2002 г. в сравнении с 1998г. оно уменьшилось. Особенно резкое "рассоление" произошло в верхнем слое 0-50 см (рис. 5): исчезли солончаковые варианты черноземов на всем участке. "Языки" повышенного засоления, образующиеся в зонах растекания ниже выклинивания грунтовых вод, ярко выраженные на картах засоления 1998 года, в 2002 году исчезли. Засоление уменьшилось и в более глубоких почвенных слоях. Если в 1998 году присутствовали средне- и сильнозасоленные солончаковые почвы, то к 2002 году они трансформировались соответственно в слабо- и среднезасоленные со-лончаковатые.

Распределение видов внутри очагов переувлажнения носит неслучайный характер. Вторичное засоление почв — важный фактор дифференциации. На основе собранных данных был проведен анализ тесноты экологических связей, или частоты встреч видов (процент от количества описаний на данном варианте почв), что является характеристикой "верности индикатора", или верности показателя условий среды. Были выделены следующие градации значения частоты встреч видов: сомнительный индикатор (60%-74%), удовлетворительный (75% - 89%), абсолютный индикатор (100%) (табл. 4). Виды, которые

Рис. 5. Карты засоления почв в слое 050 см на ключевом участке за два периода наблюдений

ЕС - средневзвешенная удельная электропроводность вытяжки из водонасыщенной почвенной пасты, дСм/м - в децисименсах на метр.

1998 г.

2002 г.

можно было бы выделить в категорию «верные» (>90%), встречены не были. Судя по тому, что лишь небольшое число видов узко приспособлено к произрастанию на чернозёмах обыкновенных разной степени и глубины засоления, можно сделать вывод о том, что остальные виды имеют широкую экологическую амплитуду. Действительно, большая часть видов, встреченных на переувлажненных участках - эвритопные сорняки.

Таблица 4. Сопряженность видов травянистых растений с засолением почв

виды растений динамические варианты почв

солончаковые силъвоза-соленные солончаковые слабозасоленные глубоко-солончаковатые слабозасоленные

Artemisia austriaca 80

Tripolium pannonicum 100

Lappula squarrosa 86

Puccinellia distans 60

Tklaspi arvense 86

Artemisia absinthium 78

Sinapis arvense 71

Lactuca serriola 88

Таким образом, выявлены виды, имеющие как широкую экологическую амплитуду, так и узко приспособленные к произрастанию на черноземах разной степени и глубины засоления.

5.2. Связь распространения видов и сообществ с влагозапасами почв

Концентрическое расположение растительных сообществ в очагах переувлажнения определяется различием во влажности почв. Это было подтверждено данными наших наблюдений 1998-2003 гг. (рис. 6-7). Расчет запасов влаги в почве в слоях различной мощности (50 см, 100 см, 150 см, 200 см) проводился на основании данных режимных наблюдений за влажностью почв (с периодичностью 15-30 дней летом и 30-50 дней зимой), уровнем грунтовых вод на семи динамических точках, располагающихся на разных участках склона на расстоянии 440 м: на вершине (точка "контроль"); в средней части (точка выше зоны выклинивания минерализованных грунтовых вод, две точки в зоне максимального переувлажнения); в нижней части переувлажненного комплекса (две точки в зоне растекания) с разными растительными группировками.

На склоне имеются участки, в которых верховодка присутствует в почвенном профиле длительное время, создавая при этом условия для развития гидроморфного ландшафта. Это характерно для области выклинивания почвенно-грунтовых вод (зимне-весенне-раннелетний период), менее продолжительно (зимне-весенний период)- в зоне растекания. При этом на вершине водораздела ("контроль") верховодка присутствует в почвенном профиле крайне редко и кратковременно.

Рассмотрение графиков изменения запасов влаги в разных точках во временном аспекте показывает, что независимо от положения точек на ключевом участке зимний период в разные годы характеризуется накоплением влаги в почвах, в летние - иссушением. Накопление влаги в почвах происходит зимой, в периоды оттепели, частые для Ростовской области, и особенно весной, в период снеготаяния. Наиболее влажный период длится с февраля до апреля. В дальнейшем при повышении температуры влажность уменьшается. В очаге переувлажнения, где произрастают тростниковые и тростниково-пырейные сообщества, благодаря подпитыванию грунтовыми водами запас влаги в почве уменьшается медленно с весны до середины лета. Заметное иссушение наступает только в августе на короткий период. Для почв, располагающихся ниже вершины, на остальной части склона, характерен водный режим, типичный для черноземов обыкновенных: быстрое высыхание после снеготаяния с периодическим увлажнением поверхностного горизонта во время дождей в течение вегетационного сезона.

Наиболее показательным, с точки зрения оценки связей растительности с характером увлажнения почв, является почвенный слой 0-100 см, поскольку основная масса корней и корневищ тростника Phragmites атШШ, проникает на эту глубину. С целью эколо-

гической оценки водного режима почв, располагающихся в точках, в разной степени удаленных от центра переувлажнения, запасы влаги в почве сравнивали с почвенно-гидрологическими константами: полной влагоемкостью (ПВ), наименьшей влагоемкостью (НВ), влажностью разрыва капиллярной связи (ВРК), влажностью завядания (ВЗ). В тех случаях, когда запасы влаги (ЗапВл) были ниже ПВ и превышали НВ (гравитационная влага), считалось, что это период переувлажнения почвы; при запасах влаги ниже НВ (максимальное количество воды, удерживаемое в почве капиллярными силами после полного стекания гравитационной влаги), но выше ВРК (влажность, при которой падает тур-гор в тканях растений и снижается продуктивность)- условия нормального увлажнения почвы; при запасах влаги ниже ВРК - дефицит влаги, при запасах влаги ниже ВЗ (количество влаги недоступное для растений) - почвенная засуха Таким образом, запасы влаги в каждой точке за шестилетний период оценивались не только в абсолютных величинах (мм в почвенном слое), но и по экологическим категориям влаги, характеризующим водный режим почв.

Для зональных условий характерна ситуация, когда зимой и весной идет накопление влаги в почве (ПВ>ЗапВл>ВРК), а с конца мая создаются условия ее дефицита (ЗапВл < ВРК), сохраняющегося весь летне- осенний период. Этому соответствует изменение влагозапасов в точке на водоразделе (рис. 6,А). Иной режим влажности почвы описан в ядре переувлажнения (рис. 6,Б): в отдельные годы отмечается длительное присутствие гравитационной влаги (ПВ>ЗапВл>НВ) зимой. Крайне редко создаются условия дефицита влаги и, тем более, почвенной засухи (только в 1998 г.). Типичным является нормальное увлажнение (НВ>ЗапВл>ВРК), запасы влаги не опускаются до экстремальных значений -влажности завядания. Участки переувлажненного ПТК, расположенные в обширной области растекания, характеризуются наличием как избытка влаги (присутствие гравитационной влаги в зимне-весенний период), так и продолжительной почвенной засухи (в зависимости от режима выпадения атмосферных осадков в летне-осенний период) В отдельные годы здесь наблюдалось максимальное иссушение почв в сравнении с остальными точками наблюдения (запасы влаги опускались ниже влажности завядания).

мммн 1МПвИ1Яв№ ииед»*ыя*л*)

141 48 234 1М

»1 >11 2а 12

л«™«")

под сельскохозяйствегогами культурами

тщт 2И1*вг№ншшв«ж фшпм »ад)

J 1

—<£

_ррк

под тростниковыми и троспшково-пырейными сообществами

■ИЩИ» ИГМаекмсммкЯ

—ГЯ -в!

под сорнотравными сообществами

Рис. 6. Изменение запасов почвенной влаги в слое 0-100 см на динамических площадках по профилю за период 1998- 2003 гг.: А- точка на водоразделе ("контроль"), Б- точка в очаге переувлажнения, В- точка в области растекания. Условные обозначения-Почвенные константы. ПВ - полная влагоем-кость, НВ- наименьшая влагоемкость, ВРК-влажность разрыва капллярной связи, ВЗ-влажность завядания.

Во все сроки периода отборов наибольший запас почвенной влаги во всех слоях наблюдался в очаге под тростниковыми и пырейно- тростниковыми сообществами (точки б и в) (рис. 7). Меньший запас характерен для почв, на которых формируются сообщества с доминированием пырея ползучего (Е1уМ$а герет) (точка д на графике). Еще более низкие показатели отмечены в зоне растекания, занятой сорнотравьем: сообществами с

Рис. 7. Изменение весеннего (А) и позднелетнего (Б) запаса влаги в почвах вдоль трансек-ты в слоях разной мощности на ключевом участке А-1. Условные обозначения: сообщества с доминированием:

а- дурнишника обыкновенного, б- тростника обыкновенного, в- тростника обыкновенного и пырея ползучего, г- астры солончаковой, д- пырея ползучего, е- бодяка.

доминированием астры солончаковой (Tripolium pannonicum) (точка г) и бодяка полевого (Cirsium arvense) (точка е). Запасы влаги в точках г и д, расположенных в верхней и средней части области растекания, весной близки к характеристикам в ядре переувлажнения, но мало отличаются от остальных точек в конце лета. Похожая ситуация складывается выше области влияния переувлажнения на границе с посевами (точка а) под сообществом дурнишника обыкновенного (Xanthium strumarium).

Таким образом, сорные виды, формирующие растительность в условиях вторичного переувлажнения степи, имеют четкую гидроэкологическую приуроченность. Установленные влагозапасы в почвах под наиболее широко распространенными сообществами и особенности водного режима в течение года и в многолетнем разрезе позволяют дать количественную характеристику переувлажнения выделенных ранее пяти элементарных ПТК.

5.3. Пространственная структура растительности ПТК современного гидро-морфизма и ее изменение во времени

На ключевом участке первые пятна переувлажнения с тростником обыкновенным возникли приблизительно в середине 60-х гг. В 90-х гг. начали появляться новые пятна и увеличиваться в размерах старые. С 1993 г. до настоящего времени участок склона с очагами тростника оставлен под залежь. С 1997 г. здесь стали проводиться ежегодные (ис-ключяя 1999 г.) геоботанические исследования, включающие описания и крупномасштабное картографирование растительных сообществ в масштабе 1:1000.

В настоящее время фитоценозы ключевого участка имеют группово- зарослевый характер, но резкая неоднородность почвенных условий обусловливает довольно богатый видовой состав. Отметим следующие закономерности размещения растительности на исследуемой территории ключевого участка. Очаги переувлажнения включают центральное ядро с зарослями тростника обыкновенного в позициях с близко располагающимися к поверхности грунтовыми водами. Вокруг тростниковых зарослей располагается пояс из пырея ползучего. В поясе поверхностного "растекания", соседствующем с поясом пырея, иногда распахиваемом, концентрируется максимальное количество видов сорнотравья.

Вдоль промоин, где наблюдается повышенное засоление формируются сообщества гало-фитов {РисстеШа distans, ТпроНыт раппотсит 8аНсот1а еигораеа)

На фоне флуктуации влагообеспеченности и засоления почв, но при отсутствии такого сильного антропогенного фактора, как распашка, изменения растительности во времени имеют в целом восстановительный характер и идут в направлении формирования устойчивых сообществ в результате саморазвития По результатам геоботанического микрокартографирования за 7 лет можно проследить как динамику распространения некоторых видов, так и смену одних сообществ другими во времени (рис 8)

Рассмотрение динамики растительности позволили выделить три основных вида сукцессии (смен во времени), обусловленных изменением режима биотопов

1) флюктуационные смены растительных сообществ, связанные с колебаниями степени увлажнения участков, длительное время не подверженных прямому антропогенному воздействию (ядра очагов современного гидроморфизма),

2) восстановительные сукцессии растительности на участках, находящихся под воздействием периодического переувлажнения (с тенденцией к его снижению и рассолению почв), не испытывающих постоянного интенсивного воздействия человека;

3) восстановительные сукцессии растительности на участках, находящихся вне влияния локального переувлажнения, постоянно испытывающих слабое антропогенное воздействие (сенокошение), но иногда подвергающихся полному уничтожению при распашке.

Таким образом, растительность ключевого участка представлена серийными сообществами, составляющими ряды стадий развития той или иной сукцессии.

Первый сукцессионный ряд растительных сообществ представлен относительно стабильными сообществами, сформировавшимися в условиях максимального переувлажнения и сильного засоления. Это сообщества Phragmites australis, Phragmites australis- Ely-trigia repens, часто с участием Tripolium pannonicum, Salicornia europaea, Puccinellia distans. Они занимают ядра ПТК современного гидроморфизма в местах залегания близко к поверхности засоленных грунтовых вод или выхода их на поверхность. Их площадь и локализация меняются по годам незначительно. Доля занимаемой ими территории не превышает 7-8 % от всей площади ключевого участка. Флористический состав сообществ беден (не более 10 видов) и относительно стабилен. Следует отметить, что при уменьшении степени увлажнения отмечается существенное снижение доминантной роли тростника и доминантом становится Elytrigia repens. Но при увеличении увлажнения их роли меняются. Таким образом, устанавливается устойчивая флуктуационная динамика растительных сообществ. Лишь при длительном уменьшении увлажнения этот тип сукцессии может перейти в другой, восстановительный, который прослежен в области поверхностного и внутршючвенного растекания почвенно-грунтовых вод.

Второй сукцессионный ряд растительных сообществ переувлажненного ландшафтного комплекса развивается в условиях нестабильного водно-солевого режима, который характерен для большей части территории ключевого участка. В начале наблюдений почвы имели среднее переувлажнение и засоление от среднего к слабому. К концу периода исследований условия изменились в сторону ослабления переувлажнения и снижения засоления почвы вплоть до рассоления всего почвенного профиля. Это способствовало развитию восстановительной сукцессии по типу зарастания залежи. В этом процессе выделены две стадии:

1 стадия (залежь 5-6 лет), буръятстая. Включает формирование монодоминантных сообществ полевых сорняков: Ambrosia artemisiifolia, Cirsium arvense, Xanthium stru-marium, Daucus carota, образующих своеобразный мозаичный покров. Они занимают значительную часть залежи (80-90% площади). В состав сообществ входят преимущественно одно-двулетники.

2 стадия (залежь 8-11 лет). Формирование сообществ корневищных злаков, преимущественно пырея. Активное расселение Elytrigia repens приводит к образованию больших массивов его моноценозов, которые часто используются в качестве сенокосов. Их распашка не желательна, так как это нарушает естественный процесс дальнейшего восстановления растительности и почвенного плодородия. Такие сообщества занимают 30-40% площади ключевого участка. Корневищная стадия сохраняется, по крайней мере, до 10-11 летнего возраста.

Следующий, третий вид зарастания выстраивается в условиях перехода от слабого переувлажнения к нормальному, близкому к фоновому, и смены слабозасоленных почв на незаселенные. Этот ряд близок по характеру к восстановительным сукцессиям, происходящим на залежи, не имеющей дополнительного увлажнения. Эти участки занимают периферию очагов переувлажнения и расположенные гипсометрически выше области выклинивания почвенно-грунтовых вод. Здесь выявлен серийный ряд растительных сообществ, в котором можно выделить 3 стадии:

1 стадия (залежь 5-6 лет), бурьянистая. Характеризуется формированием сообществ сорняков: Ambrosia artemisiifolia, Cirsium arvense, Artemisia absinthium, Consolida

regalis. Бурьянистая стадия наиболее ярко выражена первые 3-4 года существования залежи и еще длительное время обнаруживает свое присутствие (до 10 лет), хотя и на очень ограниченной территории.

2 стадия (залежь 8-9 лет). На этой стадии восстановления растительности на залежи основными видами становятся спонтанные многолетники - Salvia verticillata, Euphorbia volhynica. Они формируют монодоминантные разреженные сообщества или образуют единое сообщество, где играют роль содоминантов. В растительном покрове принимают участие также полыни и другое разнотравье. Сообщества этих видов занимают значительную долю территории (от 20 до 60% в разные годы). Почвенные характеристики соответствуют зональным. Поэтому часть залежи, находящейся на данной стадии, иногда распахивается.

3 стадия (залежь 11-12 лет). Эта стадия знаменует переход к формированию квазикоренных сообществ степей. На этой стадии уже вселяются степные виды Festuca vale-siaca, преимущественно на месте локальных очагов произрастания полыней {Artemisia santonica, A. austriaca); Coronilla scorpioides и Amygdalus папа отмечено для разнотравно-шалфейных сообществ.

Эти участки используются как сенокосы, благодаря присутствию ценных кормовых трав (Elytrigia repens, Bromopsis inermis), реже, видимо, в связи с их мелкоконтурностью, -под пашню. Однако распашка не только нарушает естественный ход восстановительной сукцессии, но и возвращает такой участок в стадию господства злостных сорняков в посевах в случае увеличения переувлажнения.

6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ХОЗЯЙСТВЕННОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РАСТИТЕЛЬНОСТИ И МОНИТОРИНГ СОВРЕМЕННОГО ГИДРОМОРФИЗМА

6.1. Анализ имеющегося опыта решения проблемы переувлажнения

Изучение научной литературы показало, что к практическому решению данной проблемы имеется два подхода. В первом случае переувлажнение рассматривается как негативное явление деградации плодородных сельскохозяйственных земель и разрабатываются мероприятия по ликвидации не процесса переувлажнения, а его следствия - локальных проявлений. В основном предлагаются инженерные решения для осушения, чаще всего в виде различных видов дренажа. Однако подобный подход не решает проблемы, а наоборот, создает ряд новых. Так, в Молдавии были предложены различные виды мелиорации (Сувак, 1975а, 19756,1977; Сувак, Владимир, 1973 и др.). В Восточном Донбассе в начале 80-х годов в Донском государственном аграрном университете также были разработаны под руководством профессора Минкина М.Б. (Минкин, Нагабедьян, Кудинов и др., 1982; Минкин, Калиниченко, Кудинов, 1986; Минкин, Калиниченко, Назаренко, 1991; Нагабедьян И.А., 1984) различные мероприятия инженерной мелиорации переувлажненных почв. Была предложена и апробирована схема проведения агромелиоративных мероприятий на склоновых территориях, подверженных локальному переувлажнению, получены результаты мелиоративного эффекта.

6.2. Предложения по использованию растительности на участках локального переувлажнения

Биологические мелиорации имеют определенное преимущество перед инженерными: растения и их сообщества способны изменять водопотребление в зависимости от всего комплекса условий их произрастания, в том числе и при климатических флуктуациях и, таким образом, изменяют свое воздействие синхронно с изменениями среды.

Наши предложения базируются на опыте, полученном нами при изучении проблемы современного локального гидроморфизма в Октябрьском районе Ростовской области и особенностей формирования растительности в этих условиях, поэтому они в первую очередь имеют конкретное предназначение для исследованной территории, но могут быть применены и в ландшафтах-аналогах. Предложения разработаны не для выделенных нами типов ПТК, а для их элементарных структур, различающихся по степени гидроморфизма и засолению, и заключаются в следующем:

1. Участки с первично встреченным проявлением гидроморфизма в виде отдельных экземпляров тростника предпочительно не распахивать, а на территории их водосборной части изменить агротехнические приемы и севооборот, включив в него более длительное участие травосмесей.

2. Вокруг длительно существующих участков переувлажнения с проявлением всех степеней гидроморфизма желательно отодвинуть границу распахиваемой территории за пределы периодически переувлажняемых участков и зон растекания воды в весенний период для того, чтобы предотвратить скопление однолетних сорных видов на нарушенном участке.

3. На участках среднего и слабого переувлажнения для регулирования видового состава растительных сообществ с целью исключения сорных видов-однолетников желателен подсев многолетних корневищных злаков, имеющих кормовое значение. Эти участки со временем могут использоваться в качестве сенокосов.

6.3. Организационная структура мониторинга современного переувлажнения и использование растительных индикаторов

За развитием современного гидроморфизма необходимо вести геосистемный мониторинг. Его специфика в том, что он организован для контроля за развитием процессов и явлений на локальном уровне, но данные наблюдений дают возможность решать природоохранные задачи на региональном уровне - для конкретных ландшафтов юго-восточных отрогов Донецкого кряжа. Целью такого мониторинга является контроль за развитием локального гидроморфизма на плакорах степной зоны, динамикой компонентов ГПК современного гидроморфизма, а также прогноз распространения переувлажнения для организации природопользования на локальном уровне. Объектом мониторинга является ПТК современного гидроморфизма в условиях богарных агроландшафтов на плакорах и склонах. Предмет мониторинга - изменение степени и площади проявления гидроморфизма. В качестве индикатора этого явления может быть использована растительность, базируясь на установленных связях видов растений и фитоценозов с содержанием влаги в почвах и их засолением. Мониторинг адресован к федеральным региональным агрохимическим центрам, которые все в большей степени становятся центрами организации землепользования.

Мониторинг проводится с использованием ГИС-технологий и включает:

1. Ежегодные наблюдения на всей контролируемой тестовой территории с целью получения информации о площадном развитии очагового переувлажнения с учетом степени его выраженности. Наблюдения проводятся ежегодно, в июле-августе, в период максимального развития растений. Содержание работ составляет географическое позиционирование контуров разной степени увлажнения, представление информации в картографическом виде с подсчетом площадей. Желательно привлекать для этой цели материалы дистанционного зондирования. Подобные работы были проведены нами на территории хозяйства "Россия" Октябрьского района Ростовской области.

2. Комплексная картографическая съемка на ключевых участках с периодичностью в 2-5 лет (в соответствии с ритмом климатических флуктуации). Цель исследований - получение информации о развитии процесса внутри конкретного очага переувлажнения во времени. Содержание работ: осуществляется комплексная крупномасштабная съемка (М 1:1000), позволяющая составить серию карт, отражающих топографию поверхности, состояние почвенного покрова, растительности, глубину залегания грунтовых вод. Примером подобных работ могут служить исследования, проведенные на ключевом участке А-1.

3. Режимные наблюдения на стационарных ключевых участках. Осуществляются с целью получения фундаментальных данных о режиме функционирования очагов локального переувлажнения. Наблюдения проводятся ежедекадно с отбором проб воды в скважинах для оценки общей минерализации и состава солей, отбор проб почв для оценки содержания влаги в почвенной толще, отбор проб для оценки урожайности, описания видового состава растительности. Подобные исследования легли в основу данной работы.

Для осуществления этого вида работ в рамках мониторинга была разработана эко-лого- географическая база данных (БД), в основу которой были заложены принципы структурной организации в виде отдельных блоков баз данных по типу информации (константная, динамическая) и по тематике, предложенные Г.Ю. Трофимовой (2003).

ВЫВОДЫ:

1. В условиях плакоров на территории юго-восточных отрогов Донецкого кряжа в очагах современного гидроморфизма встречены зональные почвы автоморфного ряда -черноземы обыкновенные; почвы полугидроморфного ряда, измененные под влиянием переувлажнения - луговато-черноземные, лугово-черноземные; а также почвы, трансформированные в результате переувлажнения в гидроморфные - черноземно-луговые и влаж-нолуговые. Присутствие в районе исследований минерализованных грунтовых вод в почвенном профиле обусловило широкий спектр засоления почв в очагах переувлажнения- от солончаковых до глубинносолончаковатых и от высоко- до глубиннозагипсованных. Засоление разной степени и переувлажнение почв являются причинами вывода земель из сельскохозяйственного использования.

2. Выделено 11 типов ПТК современного гидроморфизма, различающихся по положению в рельефе и источнику избыточного увлажнения. Рассматриваемые комплексы отличаются от окружающих агроландшафтов по состоянию природных компонентов: растительности (составу, экологии видов и сообществ), динамическим характеристикам почв, глубине залегания грунтовых вод, почвообразующим и подстилающим породам. Большинство типов не имеют естественных аналогов в степной зоне.

3. Ранги переувлажненных ПТК ограничиваются фациями и простыми урочищами. Ранг ландшафта не присвоен ни одному из встреченных локальных вторично- гидроморф-ных природно- антропогенных территориальных комплексов.

4. Флористическое разнообразие ПТК современного гидроморфизма представлено 227 видами сосудистых растений, относящимися к 169 родам 48 семейств. Фитоценотиче-ское разнообразие представлено 30 ассоциациями, относящимися к 11 формациям.

5. Растения, характерные для переувлажненных участков, относятся в своем подавляющем большинстве к сорной флоре. Эти виды не характерны для естественной растительности степной зоны и, как правило, имеют широкое географическое распространение. Поэтому они не могут решить проблемы сохранения ботанического разнообразия местной флоры. Присутствие этих видов, в числе которых адвентивные виды и карантинные сорные травы (Ambrosia artemisiifolia и др.), в посевах должно настораживать, поскольку переувлажненные биотопы в этом случае следует рассматривать как опасные рефугиумы сорняков - очаги сохранения и последующего расселения их в посевы. В то же время обнаруживается высокое флористическое сходство микроочагов переувлажнения с залежными землями и биотопами неудобий (склонов и днищ балок).

6. Пространственная структура ПТК современного переувлажнения имеет экотонный характер. Дифференцирующими факторами выступают переувлажнение и засоление почв. Наиболее сильно переувлажненные участки заняты тростниковыми зарослями, участки среднего переувлажнения захватываются пыреем, менее переувлажненные - бодяком. Выявлены виды, имеющие широкую экологическую амплитуду (Ambrosia artemisifolia, Convolvulus arvensis, Elytrigia repens, Lactuca tatarica, Lappula squarrosa, Melilotus offici-nalis, Thesium linifolium, Daucus carota), а также виды, узко приспособленные к произрастанию на незаселенных почвах (Coromlla scorpioides, Euphorbia volhynica, Salvia verticil-latd), на солончаковых слабозасоленных почвах (Thlaspi arvense, Veronica agrestis), на солончаковых сильнозасоленных (Artemisia austriaca, Tripolium pannonicum), на глубокосо-лончаковатых слабозасоленных почвах (Lactuca serriold).

как сенокошение, выпас, в-третьих, природными флуктуациями влагообеспеченности. Наиболее стабильной частью растительного компонента очага переувлажнения являются его ядра, занятые тростниковыми зарослями. Зарастание залежи на переувлажненных биотопах происходит преимущественно в трех направлениях в зависимости от стабильности или изменчивости почвенных условий - засоления и переувлажнения.

8. Не распахиваемые участки сильного и среднего переувлажнения, со временем зарастают корневищными злаками, которые целесообразно оставить в залежном состоянии и использовать в качестве сенокосов. На участках слабого переувлажнения, периодически распахиваемых, происходит концентрация сорных видов. Для того чтобы снизить массовое скопление сорняков, желательно такие участки также не подвергать распашке и перевести их в другой вид землепользования - сенокосы (возможно также засевание кормовыми злаками такими, как костры и пыреи) и пастбища.

9. Выявленные типы и изученные особенности компонентного состава ПТК современного переувлажнения и их изменения, а также разработанные предложения по использованию ресурсов переувлажненных комплексов создали возможность для обоснования научной и организационной структуры мониторинга развития явления современного гид-роморфизма, которая может быть применена и в других районах в ландшафтах-аналогах.

Список работ Н.А. Волковой (Николаенко), опубликованных по теме диссертации:

1. Николаенко Н.А. Вторичный гидроморфизм черноземных почв как фактор ботанического разнообразия / Тезисы докладов VIII Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-2001". Изд-во Студенческий Союз МГУ. 2001. С. 85-86.

2. Новикова Н.М., Назаренко О.Г., Николаенко Н.А., Хитров Н.Б.. Локальное переувлажнение черноземных почв как фактор формирования ботанического разнообразия степных районов // Функции почв в биосферно-геосферных системах: материалы международного симпозиума. Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 27-30 августа 2001. М.:МАКС Пресс, 2001. С. 108-109.

3. Николаенко Н.А. Эколого- ценотические связи в условиях локального переувлажнения черноземов Ростовской области / Тез. Докл. Молодежной научной коеференции "Экологические проблемы в сельскохозяйственном производстве". Персиановка, 2002. С. 27-28.

4. Николаенко Н.А. Связь растительности с влагозапасами почвы в очагах переувлажнения черноземов Ростовской области // Материалы Московского центра Русского Географического общества. Серия Биогеография, 2003. Вып. 11. С. 110-117.

5. Новикова Н.М., Назаренко О.Г., Николаенко Н.А.. Морфологическая структура и межкомпонентные взаимосвяз в неогридроморфных ландшафтах степной зоны. Тезисы докладов Международной конференции Взаимодействие общества и окружающей среды в условиях глобальных и региональных изменений. Барнаул, 22-29 июля 2003, с. 253.

6. Николаенко Н.А. Фитоценотическая структура заповедника «Персиановская степь» (Ростовская область) / Степи Северной Евразии. Эталонные степные ландшафты: проблемы охраны, экологической реставрации и использования. Материалы III международного симпозиума. Под научной редакцией член-корреспондента РАН А.А. Чибилёва. Оренбург, ИПК «Газпромпечать», 2003, с. 372-374.

7. Николаенко Н.А. Оценка тесноты экологических связей растений в очагах переувлажнения черноземов (Ростовская область) / Современная динамика компонентов экосистем пустынно-степных районов России. Материалы школы-семинара молодых ученых. Отв. ред. А.А. Чибилев. М.:РАСХН, 2001. С. 122-129.

8. Волкова Н.А. Растительность вторично гидроморфных природно-территориальных комплексов степной зоны / Материалы VIII молодежной конференции ботаников в Санкт- Петербурге, С- Петербург, 17- 21 мая 2004 г. С. 161-162.

9. Волкова Н.А. Растительность новых природно- антропогенных биотопов Причерноморской степной провинции / Проблемы сохранения разнообразия растительного покрова Внутренней Азии. Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием, Улан-Удэ, 7-10 сентября 2004 г. С. 13-15.

10. Волкова Н.А. Связь растительности с влагозапасами почв / Научные основы сохранения водосборных бассейнов: междисциплинарные подходы к управлению природными ресурсами. Тезисы международной конференции. Улан-Удэ (Россия) - Улан-Батор (Монголия). 1-8 сентября 2004 г. Т. 2. С. 46-47.

11. Новикова Н.М., Назаренко О.Г., Хитров Н.Б., Волкова Н.А. Неогидроморфизм в бассейне реки Дон и проблемы землепользования // Природно- ресурсные, экологические и социально- экономические проблемы окружающей среды в крупных речных бассейнах. Материалы VIII выездной сессии МААН, Борок, 2-6 сентября 2004 г. С. 128-140.

12. Волкова Н.А., Назаренко Г.И., Магомедов Х.Р. Использование ГИС-технологий в мониторинговых исследованиях // Материалы Всероссийской научно-практической конференции "Информационные технологии в образовании и консультационной деятельности", Новочеркасск 28-27 апреля 2005 года.

13. Назаренко О.Г., Новикова Н.М., Богачев А.Н., Волкова Н.А., Повх В.И., Гарбу-зов Г.П. Использование дистанционных методов для оценки развития неогидроморфизма на Юге России // Исследование Земли из космоса.( в печати).

14. Назаренко О.Г., Новикова Н.М., Волкова Н.А, Богачев А.Н. Неогидроморфизм и проблемы землепользования Юга России // Экология и биология почв, материалы международной научной конференции, Ростов-на-Дону 21-25 апреля 2005г. С. 333-340.

Подписано к печати 04.05.2005г. Формат 60x90 1/24 Объем. 1п.л.

Тираж 100 эк. Заказ № 203 Отпечатано ООО "Ново-Пресс" Москва, Орликов пер., д.6

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Волкова, Наталья Александровна

Введение

Глава 1 РАЗВИТИЕ СОВРЕМЕННОГО ГИДРОМОРФИЗМА НА

ПЛАКОРАХ В СТЕПНОЙ ЗОНЕ

1.1. Понятие гидроморфизма в ландшафтоведении и почвоведе- 11 нии: гидроморфные природные комплексы, почвы

1.2 Развитие современного гидроморфизма на юге России

1.3 Причины и особенности проявления современного гидро- 23 морфизма в условиях богарных агроландшафтов на плако

Глава 2. РАЙОН РАБОТ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Физико-географическая характеристика района работ и раз- 41 витие современного гидроморфизма на его территории

2.2 Объекты и методы исследований

2.2.1 Методы исследований

2.2.2 Краткая характеристика участков экспериментальных исследо- 62 ваний

Глава 3. КОМПОНЕНТНЫЙ СОСТАВ, ПРОСТРАНСТВЕННАЯ

СТРУКТУРА И ТИПОЛОГИЯ ПРИРОДНО - ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ СОВРЕМЕННОГО ГИДРОМОРФИЗМА

3.1 Типология НТК современного гидроморфизма

3.2 Комплексная характеристика типов НТК современного гидро- 80 морфизма

Глава 4 БОТАНИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ПРИРОДНО

ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ СОВРЕМЕННОГО ГИДРОМОРФИЗМА

4.1 Значение фиторазнообразия для геоэкологической характе- 103 ристики ПТК современного гидроморфизма

4.2 Флористическое и фитоценотическое разнообразие Персиа- 107 новского степного заповедного участка

4.3 Флористическое разнообразие ПТК современного гидро- 112 морфизма и его сопоставление с флористическим разнообразием основных степных плакорных биотопов

4.4 Фитоценотическое разнообразие ПТК современного гидро- 120 морфизма

Глава 5. МЕЖКОМПОНЕНТНЫЕ СВЯЗИ И ИЗМЕНЕНИЕ СТРУК- 147 ТУРЫ ПРИРОДНО-ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ СОВРЕМЕННОГО ГИДРОМОРФИЗМА ВО ВРЕМЕНИ

5.1 Связи растительности ПТК современного гидроморфизма с 147 засолением почв

5.2 Связи растительности ПТК современного гидроморфизма с 158 переувлажнением почв

5.3 Пространственная структура и динамика растительности

ПТК современного гидроморфизма

Глава 6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ХОЗЯЙСТВЕННОМУ ИСПОЛЬЗО- 184 ВАНИЮ РАСТИТЕЛЬНОСТИ И МОНИТОРИНГ СОВРЕМЕННОГО ГИДРОМОРФИЗМА

6.1 Анализ имеющегося опыта решения проблемы переувлаж- 184 нения

6.2 Предложения по использованию растительности на участках 188 локального переувлажнения

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геоэкологическая характеристика природно-территориальных комплексов современного гидроморфизма"

Актуальность исследования. Степи России - яркий пример трансформации природных комплексов целой природной зоны в природно-антропогенные. Сформировавшийся на их месте за 200- летний период полевой биом характеризуется высокой степенью распашки - до 75-90% площади отдельных регионов. Глубокие изменения претерпели растительность, животный мир, почвы. Природная биота сохраняется только на 0,4 % площади охраняемых территорий (Тишков, 1996) и на неудобях. Это привело к существенному обеднению степного биоразнообразия на всех его уровнях. Значительные изменения произошли и в водном режиме этих территорий как из- за изменения природопользования, так и в связи с современными климатическими флуктуациями (Антропогенное воздействие., 2003). В итоге степные пространства превратились в экологически дестабилизированную среду с характерными для нее свойствами (Залетаев, 1989) - повышенной реактивностью на внешние воздействия и проявлением короткоживущих и микроочаговых процессов, свидетельствующих о неустойчивости и скрытых тенденциях развития.

Просмотр и анализ опубликованной научной литературы по этой проблеме (Сувак, 1975а, б, 1977, 1980; Полупан,1983; Яровенко, 1989; Хитров и др., 2000; Назаренко, 2002 и др.) обращает внимание на то, что основной упор в исследованиях был сделан на изучение изменений в почвенном покрове. Одновременно рассматривались литологические комплексы, рельеф, климат и хозяйственная деятельность человека. Однако изучению межкомпонентных связей и оценке роли формирующихся растительных сообществ в степном биоме и хозяйственной жизни человека в этих новых экологических условиях уделялось недостаточно внимания.

Цель исследования. Цель работы - изучить новые для степной зоны природные территориальные комплексы (ПТК), сформировавшиеся в условиях проявления современного переувлажнения в богарных агроландшафтах плакоров юго-восточных отрогов Донецкого кряжа, охарактеризовать их с ландшафтно-экологических позиций и предложить пути рационального использования.

В связи с поставленной целью были решены следующие задачи:

2. Выявить разнообразие ботанического компонента ПТК современного гидроморфизма и оценить возможность поддержания на их основе разнообразия растительности зонального типа.

4. Разработать методику проведения мониторинга ПТК современного гидроморфизма.

Объект, материалы и методы исследования. Объектом исследований являются природно-территориальные комплексы современного гидроморфизма, соответствующие рангу фаций и простых урочищ. Предметом изучения избран их компонентный состав, закономерности его формирования, пространственно- временная динамика, межкомпонентные связи, возможности хозяйственного использования.

Научная новизна результатов исследования:

- полно изучен ботанический компонент локальных природно-территориальных комплексов современного гидроморфизма, формирующихся в условиях исходно автоморфных ландшафтов юго-восточных отрогов Донецкого кряжа, на основании чего получена сводка о ботаническом разнообразии одного из важных степных биотопов природно-антропогенного происхождения;

- выявлено флористическое разнообразие различных ПТК современного гидроморфизма, их сходство и различие с локальными флорами других степных биотопов (пойм, лесополос, агроценозов, залежей, целинного степного участка);

- сделано заключение о том, что видовой состав растительности гидроморфных комплексов не поддерживает ботаническое разнообразие зональной степной растительности, а массовое скопление сорных видов является источником постоянного биологического загрязнения агроценозов;

- на основе установленных в работе индикационных связей видов и сообществ с характером увлажнения и засоления почв, разработана система мониторинга за степенью и площадью развития переувлажнения;

Практическая значимость. Диссертационная работа вносит вклад в раздел наук о Земле, в геоэкологию, развивая представление о закономерностях саморегуляции гидрогенно трансформированного ландшафта и возможных путях управления этим процессом на основе адаптации природопользования. Особенностью диссертационной работы является усиленное внимание к ботаническому компоненту очагов современного переувлажнения. Полученные данные о ботаническом разнообразии новых локальных гидроморфных комплексов пополняют знания о степном биоме и его актуальной биогеографии.

Практическое значение работы связано с проведенной инвентаризацией и типологией гидроморфных комплексов, установлением направления их

Практическое значение работы связано с проведенной инвентаризацией и типологией гидроморфных комплексов, установлением направления их хозяйственного использования и разработкой системы мониторинга этого явления на основе индикационных связей видов и экологических факторов. Полученные данные, характеризующие ландшафтное и ботаническое разнообразие ПТК современного гидроморфизма, взаимосвязи их компонентов, используются в учебном процессе при чтении лекций и проведении полевой практики по экологии агроландшафтов в ДонГАУ. Материалы диссертации вошли в научный отчет ИВП РАН за 2000-2003 гг. по теме "Оценка влияния изменения режима вод суши на наземные экосистемы", сводный отчет за 2001 г. по экспедиционному проекту 116-5.1 ФЦП "Интеграция" "Естественные и антропогенные процессы и факторы формирования, функционирования и эволюции агроландшафтов юга России", в отчет ИВП РАН по проекту Отделения наук о Земле РАН (№9) "Оценка трансформации природных комплексов под влиянием природных и антропогенных изменений вод суши", 2005 г.

Защищаемые положения:

- типология ПТК современного гидроморфизма, формирующихся в исходно автоморфных ландшафтах плакоров юго-восточных отрогов Донецкого кряжа, основанная на учете условий их формирования и использующая пространственную структуру, обусловленную степенью переувлажнения почв, глубиной залегания, минерализацией почвенно-грунтовых вод, характером использования;

- растительный компонент локальных гидроморфных комплексов не поддерживает флористическое разнообразие зональной степной растительности и представляет опасность для агроценозов как источник биологического загрязнения; предложения по использованию растительности вторично-гидроморфных природных комплексов для целей мониторинга и рационального ведения сельского хозяйства.

Апробация работы. Основные положения работы были доложены на VIII международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-2001", школе-семинаре молодых ученых "Современные динамические компоненты экосистем пустынно-степных районов России" в 2001 г., конференции молодых ученых ИБП РАН- 2002 и 2004, заседании Комиссии биогеографии МЦРГО, 2002, а также на заседаниях научного семинара Лаборатории динамики наземных экосистем под влиянием водного фактора ИВП РАН. Работа выполнялась в рамках плана НИР ИВП РАН 2000-2003 гг. "Оценка воздействия изменения вод суши на наземные экосистемы", ФЦП "Интеграция" экспедиционного проекта 116-5.1 (1999-2001 гг.) и государственного контракта № Б 0103/1628, проекта РФФИ № 99-05-64027 "Развитие теории микроочаговых процессов как индикаторов экологически дестабилизированной среды"; и Программы №9 фундаментальных исследований Отделения наук о Земле РАН 20032004гг. "Оценка трансформации природных комплексов под влиянием природных и антропогенных изменений вод суши".

Публикации. Основные результаты и теоретические положения диссертации изложены в 14 опубликованных работах.

Личный вклад автора. Исследования автора проводились в составе творческого коллектива, представленного сотрудниками, аспирантами и студентами Института водных проблем РАН, Донского государственного аграрного университета и Почвенного института им В.В. Докучаева. Все геоботанические исследования выполнены автором: собраны, обработаны и проанализированы экспериментальные данные, на основании этого созданы списки видов, характерных для различных биотопов плакоров исследуемой территории; выполнена классификация растительных сообществ участка заповедной степи и ПТК современного гидроморфизма; выполнена оценка ботанического разнообразия, формирующегося в очагах переувлажнения и сделано сопоставление с ботаническим разнообразием других биотопов степных плакоров, включая заповедный участок; создана ГИС на ключевой участок и осуществлен картографический мониторинг растительности за ряд лет; разработаны предложения по хозяйственному использованию растительности переувлажненных участков. Автор участвовала в отдельные сроки в работах по сбору данных по влажности и засолению почв, описывала структуру ПТК. Собранный гербарий, представляющий 90 наиболее массовых видов, был определен и проверен по образцам гербария географического факультета МГУ. Данные, характеризующие солевой состав и влагосодержание почв для установления тесноты их связи с растительностью, получены от почвенной исследовательской группы и частично выполнены самостоятельно. Концепция типологии ПТК современного гидроморфизма по ведущим факторам их формирования принадлежит автору, но характеристика компонентного состава осуществлялась совместно с О.Г. Назаренко.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 198 страницах, состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы, содержащего 222 наименования и 6 приложений.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Волкова, Наталья Александровна

196 ВЫВОДЫ

1. В условиях плакоров на территории юго-восточных отрогов Донецкого кряжа в очагах современного гидроморфизма встречены зональные почвы автоморфного ряда - черноземы обыкновенные; почвы полугидроморфного ряда, измененные под влиянием переувлажнения — луговато-черноземные, лугово-черноземные; а также почвы, трансформированные в результате переувлажнения в гидроморфные -черноземно-луговые и влажнолуговые. Присутствие в районе исследований минерализованных грунтовых вод в почвенном профиле обусловило широкий спектр засоления почв в очагах переувлажнения- от солончаковых до глубинносолончаковатых и от высоко- до глубиннозагипсованных. Засоление разной степени и переувлажнение почв являются причинами вывода земель из сельскохозяйственного использования.

3. Ранги переувлажненных ПТК ограничиваются фациями и простыми урочищами. Ранг ландшафта не присвоен ни одному из встреченных локальных вторично- гидроморфных природно- антропогенных территориальных комплексов.

4. Флористическое разнообразие ПТК современного гидроморфизма представлено 227 видами сосудистых растений, относящимися к 169 родам 48 семейств. Фитоценотическое разнообразие представлено 30 ассоциациями, относящимися к 11 формациям.

6. Пространственная структура ПТК современного переувлажнения имеет экотонный характер. Дифференцирующими факторами выступают переувлажнение и засоление почв. Наиболее сильно переувлажненные участки заняты тростниковыми зарослями, участки среднего переувлажнения захватываются пыреем, менее переувлажненные — бодяком. Выявлены виды, имеющие широкую экологическую амплитуду (Ambrosia artemisifolia, Convolvulus arvensis, Elytrigia repens, Lactuca tatarica, Lappula squarrosa, Melilotus officinalis, Thesium linifolium, Daucus carota), а также виды, узко приспособленные к произрастанию на незасоленных почвах (Coronilla scorpioides, Euphorbia volhynica, Salvia verticillata), на солончаковых слабозасоленных почвах (Thlaspi arvense, Veronica agrestis), на солончаковых сильнозасоленных (Artemisia austriaca, Tripolium pannonicum), на глубокосолончаковатых слабозасоленных почвах (Lactuca serriola).

7. Структура ПТК современного гидроморфизма, перешедших в категорию залежных, со временем претерпевает изменения. Это обусловлено, во-первых, процессами саморазвития растительности, способствующим формированию устойчивых сообществ, во-вторых, влиянием прямых воздействий человека в процессе природопользования, таких как сенокошение, выпас, в-третьих, . природными флуктуациями влагообеспеченности. Наиболее стабильной частью растительного компонента очага переувлажнения являются его ядра, занятые тростниковыми.зарослями. Зарастание залежи на переувлажненных биотопах происходит преимущественно в трех направлениях в зависимости от стабильности или изменчивости почвенных условий - засоления и переувлажнения.

9. Выявленные типы и изученные особенности компонентного состава ПТК современного переувлажнения и их изменения, а также разработанные предложения по использованию ресурсов переувлажненных комплексов создали возможность для обоснования научной и организационной структуры мониторинга развития явления современного гидроморфизма, которая может быть применена и в других районах в ландшафтах-аналогах.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Волкова, Наталья Александровна, Москва

1. Авакян А.Б. Водохранилища в современном мире // Россия и современный мир, 1998. Вып. 4 (21). С. 28 -36.

2. Агеев В.Н. Предисловие / Редкие и исчезающие виды растений, грибов и лишайников Ростовской области. Под ред. В.В. Федяевой. Ростов-на-Дону: Изд-во Пайк, 1996. С. 4 -6.

3. Агеев В.Н., Вальков В.Ф., Чешев А.С., Цвылев Е.М. Экологические аспекты плодородия почв Ростовской области. Ростов-на-Дону: Изд-во СКНЦ ВШ, 1996. 167 с.

4. Агроэкологическое состояние черноземов ЦЧО. Курск, 1996. 329 с.

5. Алехин В.В. Растительность СССР в основных зонах. М.: Советская наука, 1951.512 с.

6. Алпатьев A.M. Влагооборот культурных растений. Д.: Гидрометеоиздат, 1954. 248 с.

7. Ангелов Е.Н. Экологические особенности почв мочаристого ландшафта поймы реки Кубань и их влияние на формирование различных фитоцено-зов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата с. х. наук. Ставрополь, гос. ун-т, 1997. 20 с.

8. Антропогенные воздействия на водные ресурсы России и сопредельных государств в конце XX столетия. Ответственный редактор Н.И. Каранке-вич, Н.С. Зайцева. М.: Наука, 2003. 367с.

9. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: МГУ, 1961.431с.

10. Афанасьева Е.А. Водно-солевой режим обыкновенных черноземов юго -востока Европейской части СССР. М.: Наука, 1980. 240 с.

11. Ахтырцев А.Б. Принципы и методика картографирования переувлажненных земель лесостепи // Вестник Воронежского государственного университета. Серия География и экология, 2002. № 1. С. 53 60.

12. Ахтырцев Б.П. Почвы и их изменение под влиянием лесных полос / Jleco-аграрные ландшафты каменной степи. Воронеж, 1992. С. 94 115.

13. Ахтырцев Б.П. Эволюция почв Среднерусской лесостепи в голоцене // Эволюция и возраст почв СССР. Пущино,1986.

14. Ахтырцев Б.П., Адерихин П.Г., Кадер. Осолоделые почвы Окско -Донской равнины и их эволюция. Воронеж: Изд-во Воронежского университета, 1975. 182 с.

15. Ахтырцев. А.Б. Гидроморфные почвы и переувлажненные земли лесостепи

16. Русской равнины: Автореф. дисс. д.б.н. Воронеж, Воронежский гос. ун-т, 1999. 42 с.

17. Ачканов А.Я., Николаева С.А. Вторичный гидроморфизм почв степных ландшафтов Западного Предкавказья // Почвоведение, 1999. №2. С. 1424 -1432.

18. Балабекян Р. А. Вторичный гидроморфизм и плодородие орошаемых черноземов Нижнего Дона: Автореф. дисс. канд. биол. наук. МГУ им. М.В. Ломоносова. М., 1989. 25 с.

19. Балаш А.П. Приазовские степи правого берега Дона, Ростов-на-Дону, Изд-во Ростовского университета, 1961. 98 с.

20. Балаш А.П. Заполосная степь (в Ростовской области) / Растительность и фауна Дона и Северного Кавказа в системе зональных биологических и научно-производственных разработок. Ростов-на-Дону, 1971. 55 с.

21. Балаш А.П. Персиановская заповедная степь //Труды Ростовского отделения Всесоюзного ботанического общества. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, I960. Вып. I. С. 1- 55.

22. Балаш А.П. Растительность Дона (Ростовской и Каменской областей). Ростов-на-Дону, Ростовское книжное издательство, 1955. 79 с.

23. Балаш А.П. Приазовские степи Дона // Ученые записки Ростовского педагогического ин-та. Ростов-на-Дону, 1955.

24. Балаш А.П. Приазовские степи Дона. Изд-во Ростовского университета. Ростов-на-Дону: 1961.

25. Балаш А.П., Карпенко В. Полезные и вредные растения Дона. Ростов-на-Дону: Ростовское книжное изд-во, 1959. 94 с.

26. Баталов Ф.З. Многолетние колебания атмосферных осадков и вычисление норм осадков . JL: Гидрометеоиздат, 1968.

27. Безрученко Н.З. Растительность учебно-опытного хозяйства Азово-Черноморского сельскохозяйственного ин-та // Сборник научно-исследовательских работ Азово-Черноморского с/х ин-та. Ростов-на-Дону, 1950. № 13. 120 с.

28. Безуглова О.С., Назаренко О.Г. Генезис и свойства мочаристых почв Предкавказья //Почвоведение, 1998. №12. С. 1423 -1430.

29. Белоусова Л.С., Денисова Л.В. Ботанические заказники (лесные, степные, болотные, заказники растительности скал) / Примечательные природные ландшафты СССР и их охрана. М., 1967.

30. Будаговский А.И. Испарение почвенной влаги. Изд-во Наука, 1964. 244 с.

31. Бялый A.M. Водный режим в севообороте на черноземных почвах Юго -Востока. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 232 с.

32. Бялый A.M. Расход почвенной влаги и влагооборот в севообороте // Почвоведение. 1962. №4, С. 7 -15.

33. Вальков В.Ф., Штомпель Ю.А., Трибулин И.Т., Котляров Н.С., Солянник Г.М. Почвы Краснодарского края, их использование и охрана. Ростов-на-Дону: Изд -во СКНЦ ВШ, 1996. 191 с.

34. Вальтер Г. Растительность земного шара. Эколого- физиологическая характеристика. М: Изд-во "Прогресс", 1975, 426 с.

35. Вильяме Андриан Р. Подходы к проблеме деградации земель в Западной Австралии // Опустынивание и деградация почв. Материалы медународ. науч. конф., 11-15 ноября 1999, Москва: Изд-во МГУ, 1999. С. 141 -160э

36. Волкова Н.А. Растительность вторично гидроморфных природно- территориальных комплексов степной зоны / Материалы VIII молодежной конференции ботаников в Санкт- Петербурге. Санкт- Петербург, 17-21 мая 2004 г. С. 161-162.

37. Высоций Г.Н. Об ороклиматических основах классификации почв // Почвоведение. 1906. № 14. С. 1 -18.

38. Гвоздецкий В.М., Заморий П.К. Мочары на Тульчине // Журн. геолого-географ. цикла. 1933. №2. С. 5 -12.

39. Гвоздецкий Н.А., Жукова В.К. Физико-географическое районирование Руссой равнины // Землеведение. Сборник Московского общества испытателей природы. М: МГУ, 1980. Новая серия. Т. XIII (LIII). С. 142.

40. Гедымин А.В. Использование изображения рельефа горизонталями при создании почвенных карт крупного масштаба. Методическое пособие. М.: МГУ, 1990. 24 с.

41. Горбачев Б.Н. Растительность и естественные кормовые угодья Ростовской области. Ростов-на-Дону, 1974. 152 с.

42. Горчаковский П.JI. Антропогенные изменения растительности: мониторинг, оценка, прогнозирование // Экология, 1984. № 5. С. 3-16.

43. Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1998 году". М.: МПР, 1999. 573 с.

44. Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды Ростовской области в 1999 году ". Ростов-на-Дону: Комитет по охране окружающей среды, 1999. 287 с.

45. Григорьевская А .Я., Стародубцева Е.А., Хлызова Н.Ю., Агафонов В.А. Адвентивная флора Воронежской области: исторический, биогеографический, экологический аспекты. Изд-во Воронежского гос. ун-та, 2004. 319с.

46. Докучаев В.В. К вопросу о почвах Бессарабии // Почвоведение. 1900. Т. 2, №1. С. 1-22.

47. Докучаев В.В. Классификация почв // Почвоведение. 1900. № 2. 280 с.

48. Дроздов О.А., Григорьева А.С. Многолетние циклические колебания атмосферных осадков на территории СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1971.

49. Жеребятьева Н.В. Ботанико-географическая характеристика лесостепи Западной Сибири (с оценкой ботанического разнообазия региональных био-мов). Автореф. дисс. .канд. геогр. наук. М., МГУ им. М.В. Ломоносова, 2003. 23 с.

50. Заиканов В.Г., Минакова Т.Б., Чупахин В.М. Методологический и методический подход к количественной оценке стабильности природных систем / Степи Евразии: сохранение природного разнообразия и мониторинг состояния экосистем, Оренбург, 1997. С. 17-70.

51. Зайдельман Ф.Р. Гидроморфные почвы // Почвоведение. 2003. № 8. С. 911920.

52. Зайдельман Ф.Р. Естественное и антропогенное переувлажнение почв. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 287 с.

53. Зайдельман Ф.Р. Процесс глееобразования и его роль в формировании почв. М: МГУ, 1998.299 с.

54. Зайдельман Ф.Р., Тюльпанов В.И., Ангелов Е.Н., Давыдов А.И. Почвы мо-чарных ландшафто- формирование, агроэкология и мелиорация. М.: Изд-во. МГУ, 1998. 160 с.

55. Зайченко О.А., Хакимзянова Ф.И. Особенности и темпы восстановления залежной растительности в степях Южно-Минусинской котловины // Аридные экосистемы, 1999. Т. 5. № 10. С. 72-75.

56. Залесский К.М. Материалы к познанию растительности Донских степей. Ростов-на-Дону. 1918, 216 с.

57. Залетаев B.C. Эколоически дестабилизированная среда (экосистемы аридных зон в изменяющемся мире). М.: Наука,. 1989. 150 с.

58. Зонн С.В., С.В.Долгов, Н.Б. Иванова. Воздействие современного сельского хозяйства на водные ресурсы в зоне аэрации // Изв. АН. Серия географическая. 2001. №5. С. 71-81.

59. Зонн С.В. Современное состояние земельных ресурсов Европейской части СССР и их классификация // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1989. №1. С.49-60.

60. Иванова Е.Н., Розов Н.Н. Опыт систематики почв степной зоны СССР (сообщение I) // Почвоведение. 1958. №12. С. 48-59.

61. Иванова Е.Н., Розов Н.Н. Опыт систематики почв степной зоны СССР (сообщение И) // Почвоведение. 1959. №1. С. 59-70.

62. Изменения климата и их последствия. Отв. ред. Г.В. Менжулин. СПб.: Наука, 2002. 269 с.

63. Ильина Л.П. О гумусовых кислотах мочаристых почв Восточного Донбасса//Почвоведение. 1992. №1. С. 84-88.

64. Ильина Л.П. Характеристика качественного состава гумуса черноземно-луговых мочаристых почв восточных отрогов Донецкого кряжа // Труды Донского СХИ. Персиановка. 1989. С.40-46.

65. Иоффе Г.В. Освоенность территории и сельское хозяйство в Европейской части СССР // Изв. АН СССР. Сер. Геогр. 1990. №2. С. 63-70.

66. Калиниченко В.П., Минкин М.Б. Мелиорация "мочаристых" почв Восточного Донбасса // Почвоведение. 1988. №2. С. 11-121.

67. Калиниченко В.П., Нагабедьян И.А., Назаренко О.Г. Экологическая оценка антропогенно преобразованных ландшафтов юга России // Почвенные ресурсы Прикаспийского региона. М., 1994. С. 175-176.

68. Калиниченко В.П., Назаренко О.Г., Ильина Л.П. Особенности структурной организации почвенной массы в переувлажненных почвах склонов черноземной зоны // Доклады РАСХН. 1997. № 5. С. 22-24.

69. Калиниченко И.В. Организация и технология работ по защите почв от водной эрозии. М.: Высшая школа, 1978. 240 с.

70. Кисель В.Д. Мочаристые почвы / Полевой определитель почв. Киев, 1981. С. 254-257.

71. Киссис Т.Я. О степени иссушения почв и глубине расхода влаги основными сельскохозяйственными культурами на лугово-черноземных почвах и черноземах обыкновенных юго востока ЦЧО / Вопросы гидрологии и генезиса почв. М.: Наука, 1978. С. 86-122.

72. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 223 с.

73. Классификация почв России. М., 1997. 236 с.

74. Ковалевский B.C. Многолетние колебания уровней подземных вод и подземного стока. М.: Наука, 1976. 280 с.

75. Ковда В.А. Процессы почвообразования в дельтах и поймах рек континентальных областей / Проблемы советского почвоведения. Л., 1946. С. 101124.

76. Ковда В.А. Современные формы засоления почв в Заволжье // Проблемы Волго-Каспия. Т. 1. Л., 1934. С. 563-600.

77. Кожанова Л.С., Тимофеев Д.А., Фирсенкова В.М. Опыт изучения элементарных морфологических единиц // Геоморфология., 1987. №1. С. 74-81.

78. Козловский Ф.И. Современные естественные и антропогенные процессы эволюции почв. М.: Наука, 1991. 196 с.

79. Коковина Т.П. Водный режим мощных черноземов и влагообеспеченность на них сельскохозяйственных культур. М.: Колос, 1974. 304 с.

80. Коковина Т.П. Водный режим черноземов // Русский чернозем 100 лет после Докучаева. М.: Наука, 1983. С. 50 68.

81. Конаков М.К. К вопросу о мочаристых землях МАССР и их улучшении // Проблемы советского почвоведения. 1939. №7. С. 109-123.

82. Коронкевич Н.И. Водный баланс Русской равнины и его антропогенные изменения. М: Наука, 1990. 204 с.

83. Коронкевич Н.И., Зайцева И.С., Долгов С.В., Ясинский С.В. Современные антропогенные воздействия на водные ресурсы. Изв. РАН. Сер. географическая. 1998. №5. С. 55 68.

84. Коронкевич Н.И., Ясинский С.В. О современном состоянии изучения поверхностного стока в основных почвенных зонах Европейской России // Почвоведение. 1999. № 9. С. 115 125.

85. Кравцова И.В., Шишкин В.О. Эффективность орошаемого земледелия в Ростовской области / Проблемы теории и практики экономического развития АПК в кризисных ситуациях. Ростов-на-Дону, 1999. С. 217-219.

86. Крупеников И.А., Лунева Р.И., Стрижова Г.П. Засоленные почвы на коренных породах Центральной Молдавии и перспективы их использования /

87. Вопросы исследования и использования почв Молдавии. Кишинев, 1963. С. 11-59.

88. Крупский Н.К., Кисель В.Д., Гринь Г.С., Полупан Н.И., Бреус Н.М. Особенности современного почвообразования в черноземных почвах Украины// Тез. докл. IV Всесоюз. съезда почвоведов. Алма Ата, 1970. Кн. 3. С. 56 -58.

89. Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. Эрозия и охрана почв. М.: МГУ, 1996. 334 с.

90. Лавренко Е.М. Провинциальное разделение Причерноморско Казахстанской подобласти степной области Евразии // Бот. журнал. 1970. Т. 55. № 5. С. 609-625.

91. Лавренко Е.М. Степи / Растительность Европейской части СССР. Л.гНаука, 1980. С. 203 -273.

92. Лавренко Е.М. Степи и сельскохозяйственные земли на месте степей / Растительный покров СССР. Пояснительный текст к геоботанической карте СССР. М 1:4 000 000. Л., 1956. Т. 2. С. 595-682.

93. Лавренко Е.М., Карамышева З.В., Никулина Р.И. Степи Евразии. Л.гНаука, 1991. 144 с.

94. Лавренко Е.М., Прозоровский А.К. Растительность Европейской части СССР. М.:Наука, 1939. 101 с.

95. Ландшафтная карта СССР М 1:2 500 000 под ред. И.С. Гудилина М.: ГУГК, 1987

96. Лебедева И.И. Основные компоненты морфологического профиля черноземов / Русский чернозем. 100 лет после Докучаева. М.: Наука, 1983. С. 103-117.

97. Левинсон С.Б. К проблеме эффективности орошаемого земледелия в условиях Волгоградской области / Проблемы повышения эффективности развития АПК. Саратов, 1985. С. 36 38.

98. Лихачев Э.А., Тимофеев Д.А., Жидков М.П. и др. Город-экосистема. М.: Медиа ПРЕСС, 1997. 336 с.

99. Лобанов В.М., Чешев А.С., Цвылев, Е.М., Шмаков Н.М. Состояние и использование земельного фонда Ростовской области. Ростов-на-Дону: Изд во СКНЦВШ, 1997. 232 с.

100. Лозе Ж., Матье К. Толковый словарь по почвоведению. М.: Мир, 1998. 398 с.

101. Луковская Т.С., Громова З.Н. Вторичное засоление черноземов типичных в зоне подтопления Куйбышевского водохранилища // Почвоведение. 1995. № 12. С. 1509- 1517.

102. Львович М. И. Мировые водные ресурсы и их будущее. М.: Мысль, 1974. 447 с.

103. Львович М.И., Коронкевич Н.И., Юревич Р.А. Водный аспект географии земледелия в СССР // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1978. № 4. С. 36 52.

104. Макарова В.А. К вопросу изучения биологии сорных растений // Ростовская Государственная селекционная станция. 1948. Вып. 1. С. 141 154.

105. Микляева И.М. Восстановление степной растительности на залежных землях Восточной Монголии // Вестн. МГУ. Сер. 5. География. 1996. № 1. С. 75-81.

106. Мильков Ф.Н. Физико- географические провинции и типы местности / Лесостепь и степь Русской равнины. М.: Изд- во АН СССР, 1956. 296 с.

107. Мильчевкая Л.Я. Эффективность приема противоэрозионной зяблевой обработки почвы в условиях Донецкой области / Пути повышения плодородия почв. Докл. мол. ученых УНИИПА. Киев, 1967. С. 226 230.

108. Минкин М.Б., Калиниченко В.П., Назаренко О.Г. Мелиорация мочаристых почв Восточного Донбасса. М.: Изд во МСХА, 1991. 131 с.

109. Минкин М.Б., Нагабедьян И.А., Кудинов Н.Г. Мочаристые солонцевато -солончаковатые почвы склонов / Пути повышения плодородия солонцовых и эродированных почв. Персиановка, 1982. С. 35 39.

110. Миронченко Ф.А., Грызлов Е.В. Водная эрозия и агротехнические приемы борьбы с ней// Преградим путь эрозии. Ростов-на-Дону, 1970. С. 30 53.

111. Нагабедьян И.А., Калиниченко В.П., Кудинов Н.Г. Влагоперенос в моча-ристых почвах // Научные основы рационального использования и повышения плодородия солонцовых и эродированных почв Ростовской области. Персиановка, 1984. С. 33 35.

112. Назаренко О.Г. Глеевый процесс в мочаристых почвах / Тез. докл. VIII Всесоюзного съезда почвоведов. Кн. 5. Новосибирск, 1989. С. 223.

113. Назаренко О.Г. Коллоидно-химическая природа поглощающего комплекса мочаристых почв Восточного Донбасса. Дисс. .канд. биол. наук. Москва, 1991.206 с.

114. Назаренко О.Г. Современные процессы развития локальных гидроморфных комплексов в степных агроландшафтах. Автореф. дисс. .доктора биол. наук. Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2002 г. 46 с.

115. Назаренко О.Г., Калиниченко В.П. Гидрологическая характеристика ареалов мочаристых почв Восточного Донбасса / Мелиорация и обработка солонцовых мочаристых почв. Персиановка, 1987. С. 11 19.

116. Назаренко О.Г., Калиниченко В.П., Филоненко В.Н Динамика почвенно-морфологических и фитоценотических характеристик при переувлажнении черноземных почв // Материалы по изучению русских почв. Санкт Петербург. 1999. Вып. 1 (28). С. 26 29.

117. Назаренко О.Г, Н.Б. Хитров, П.П. Грищенко, В.Г. Ионова. Цикличность годовой суммы атмосферных осадков как одна из природных предпосылок расширения локального переувлажнения черноземов // Аридные экосистемы. 2002. Т.8 №16. С. 93-105.

118. Назаренко О.Г., Новикова Н.М., Хитров Н.Б. Очаговое переувлажнение почв в формировании флористического разнообразия степных водоразделов // Аридные экосистемы. 2000. Т. 6. №13. С. 47 54.

119. Назаров Г.В. Изменение стока рек Украины под влиянием земледелия // Изв. АН СССР, 1966. № 1. С. 82 88.

120. Найденов В.И., Швейкина В.И.,Вихрова М.А. Вероятностные закономерности катастрофических явлений // Метеорология и гидрология. 2003. №6. С. 81-95.

121. Наседкин И.Ю. О подтоплении земель в зоне недостаточного увлажнения// Мелиорация и водное хозяйство. 1986. Т. 65. С. 22-27.

122. Неуструев С.С. Элементы географии почв. Л.: Сельхозгиз, 1930. 240 с.

123. Николаенко Н.А. Связь растительности с влагозапасами почвы в очагах переувлажнения черноземов Ростовской области // Материалы Московского центра Русского Географического общества. Серия Биогеография. 2003. Вып. 11. С. 110- 117.

124. Николаенко Н.А. Эколого-ценотические связи в условиях локального переувлажнения черноземов Ростовской области / Тезисы докладов Молодежной научной коеференции "Экологические проблемы в сельскохозяйственном производстве". Персиановка, 2002. С. 27 28.

125. Нобоких А.И. Результаты ориентировочных почвенных исследований 1906-1911 гг. в юго-западной России // Материалы по исследованию почв и грунтов Херсонской губернии. Одесса, 1915. Вып. 4. С. 48-63.

126. Новикова Н. М. Принципы сохранения ботанического разнообразия дельтовых равнин Турана. Автореф. .дисс. д.г.н. Москва, ГУЗМ, 1997, 98 с.

127. Новикова Н.М., Назаренко О.Г., Николаенко Н.А. Морфологическая структура и межкомпонентные взаимосвязи в неогридроморфных ландшафтах степной зоны / Тезисы докладов Международной конференции

128. Взаимодействие общества и окружающей среды в условиях глобальных и региональных изменений". Барнаул, 22-29 июля 2003, С. 253.

129. Новопокровский И.В. Растительность Донского края. Журн. Новочерк. Отд. Русск. Бот. Общ. Новочеркасск. 1920. 47 с.

130. Новопокровский И.В. Растительность Донского края / Работы почвенной партии Мелиоративного подотдела Донземотдела. Новочеркасск, 1921. 80с.

131. Новопокровский И.В., Захаров С.А. Почвы и растительность. / Почвы Ростовской области и их агрономическая характеристика. Ростов-на-Дону: Ростовское областное книгоиздательство, 1940. 212 с.

132. Одноралов Г.А. Агролесомелиоративная характеристика почв, территорий, прилегающих к Воронежскому водохранилищу / Мелиорация и рекультивация почв Центрального Черноземья. М.,1984. С. 141-150.

133. Одноралов Г.А. Эволюция ландшафтов в зоне подтопления Воронежского водохранилища / Тез. докл. II съезда Общества почвоведов РАН. СПб., 1996. Кн. 2. С. 105-106.

134. Омельченко Н.П. Особенности формирования структуры почвенного и растительного покровов агроландшафта степной зоны (на примере Ростовской области). Дисс. канд. с.-х.н., М. Почвенный институт им В.В. Докучаева, 2003. 308 с.

135. Орловский Н.В. Схема классификации почв для районов южной и средней Барабы // Урбинская опытно- мелиоративная станция., 1946. Вып. 1. С. 112.

136. Отчет гидропоста за 100- летний период. Каменная Степь, 1998. 265 с.

137. Отчет по экспедиционному проекту 116-5.1 ФЦП Интеграция "Естественные и антропогенные процессы и факторы формирования, функционирования и эволюции агроландшафтов юга России". 1998. № p.p. 02.9.80005599.318 с.

138. Отчет по экспедиционному проекту 116-5.1 ФЦП Интеграция "Естественные и антропогенные процессы и факторы формирования, функционирования и эволюции агроландшафтов юга России". 2001. № Г.Р. 01.200.1.17813. 140 с.

139. Паракшин Ю.П., Паракшина Э.М., Уваров С.А. Проблема прогрессирующего переувлажнения земель в Центрально- черноземном регионе / Тез. докл. междунар. конф. "Проблемы антропогенного почвообразования". М., 1997. Т. 2. С. 22-25.

140. Паршутина Л.П. Степи Ростовской области и их современное состояние // Аридные экосистемы. 2000. Т. 6. № 11-12. С. 57 65.

141. Пенман Х.Л. Растения и влага. Л.: Гидрометиздат. 1968. 240 с.

142. Полупан Н.И. Изменение влажности лесов. Степи Украины в условиях культуры земледелия //Агрохимия и почвоведение. 1979. Вып. 37. С. 69-78.

143. Полупан Н.И., Нестеренко А.Ф., Яровенко Е.В. О мочарах и мочаристых почвах//Почвоведение. 1983. № 12. С. 5 17.

144. Полуэктов Е.В. Водный режим аграрных ландшафтов юга России. Новочеркасск, 1998. 175 с.

145. Полуэктов Е.В., Цвылев Е.М. Почвенно-земельные ресурсы Ростовской области. Новочеркасск, 1999. 200 с.

146. Почвоведение. Почва и почвообразование. Часть 1. М.: Высшая школа, 1988. 400 с.

147. Приходько В.Е. Орошаемые степные почвы: функционирование, экология, продуктивность. М.: Интеллект, 1996. 179 с.

148. Рекомендации по мелиорации мочаристых почв. Персиановка, 1987. 27 с.

149. Роде А.А. Генезис почв и современные процессы почвообразования. М.: Наука, 1984. 255 с.

150. Роде А.А. К вопросу о понятии гидроморфности почв в применении к классификации "гидроморфных почв" степной, сухостепной зон // Почвоведение. 1959. №10.

151. Роде А.А. Многолетняя изменчивость атмосферных осадков и элементов водного баланса почв / Вопросы водного режима почв. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. С. 3 129.

152. Розанов Н.Н. Картография и районирование почвенного покрова черноземной зоны СССР / Русский чернозем -100 лет после Докучаева, 1983. С. 138-149.

153. Руководство по лабораторным методам исследования ионно-солевого состава нейтральных щелочных минеральных почв. М.: Изд-во ВАСХНИЛ, 1990.235 с.

154. Самир Бактор. Генетические особенности, состав и свойства мочаров юго-западной части Украины и пути повышения их плодородия // Дисс. канд. с.-х.н. Киев, 1974. 164 с.

155. Самойлова Е.М. Луговые почвы лесостепи. М.: Изд-во МГУ, 1981. 283 с.

156. Самойлова Е.М., Ахтырцев А.Б., Андреев Г.И. Полугидроморфные и гидроморфные почвы черноземной зоны СССР / Русский чернозем -100 лет после Докучаева. М.: Наука, 1983. С. 126 138.

157. Свисюк И.В., Русеева З.М., Федотова JI.B. Погода и урожай зерновых культур. С-Пб: Гидрометеоиздат, 1992. 224 с.

158. Семенцов И.В. Пруды / Природные условия и естественные ресурсы. Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского ун-та, 1986. С. 170 174.

159. Сенцова Н.И. Пространственно-временные изменения формирования водного режима в Каменной степи // Водные ресурсы. 2002. Т. 29. №6. С. 676679.

160. Сибирцев Н.М. Об основаниях генетической классификации почв // Записки Новоалександрийского е.- х. ин-та и лесоводства. Варшава, 1985. Т.9. Вып. 2. С. 1 23.

161. Слесарев И.В. О понятиях автоморфности и гидроморфности в применении к классификации почв // Почвоведение. 1987. № 11. С. 53-62.

162. Соловьев И.Н. Динамика режима влажности целинного чернозема в период 1946-1984 гг. // Почвоведение, 1989. №1.

163. Сочава В.Б. Классификация растительности как иерархия динамических систем// Геоботаническое картографирование 1971. JL: Наука, 1972. С. 3 -18.

164. Спиридонов А.И. Геоморфологическое картографирование. М.: Недра, 1985. 83 с.

165. Станков Н.З. Корневая система растений. М.: Знание, 1969. 32 с.

166. Степи Русской равнины. Состояние и рационализация аграрного освоения. М.: Наука, 1994. 224 с.

167. Сувак П.А, Анипченко Н.В., Русу М.А. Регулирование водно-солевого режима гидроморфных солонцово-солончаковых почв склонов // Исследования по мелиорации почв Молдавии. Кишинев, 1981. С. 73 82.

168. Сувак П.А. Мелиорация мочаристых солонцовых почв Молдавии. Кишинев: Изд-во "Картя Молдовеняскэ", 1977. 105 с.

169. Сувак П.А. Окультуривание почв гидроморфных и автоморфных солонцо-во-солончаковых комплексов при интенсивном земледелии Молдавии. Кишинев: Штиинца, 1986. 162 с.

170. Сувак П.А. Освоение солонцов и избыточно увлажненных (мочаристых) почв Модавии. Кишинев: Изд во Молд. НИИНТИ, 1975а. 57 с.

171. Сувак П.А. Осушение мочаристых почв // Сельское хозяйство Молдавии. 19756. №5. С. 18-19.

172. Сувак П.А. Технология мелиорации избыточно увлажненных почв. Кишинев: ТИМПУЛ, 1980.

173. Сувак П.А., Владимир П.М. Об осушении мочаристых почв // Сельское хозяйство Молдавии, 1973. № 10. С. 16 17.

174. Сувак П.А., Шпакова Т.Д., Анипченко Н.В. Гидроморфные почвы склонов и их мелиоративная характеристика / Исследования по мелиорации и физике почв Молдавии. Кишинев, 1976. С. 43 56.

175. Сувак П.А., Шпакова Т.Д., Бодруг И.Г. Реакция черноземных почв склонов на изменение условий их водно солевого питания / Картография, оценка, использование и охрана почв. Кишинев: Штиинца, 1982. С. 80 89.

176. Сурмач Г.П. Водорегулирующая и противоэрозионная роль насаждений. М., 1971. 111с.

177. Тишков А.А. глобальные изменения климата и деградация степных экосистем Европейской России // Аридные экосистемы. 1996. Т.2. № 23. С. 3242.

178. Трофимова Г.Ю. Эколого- географическая база данных. М.: РАСХН, 2003. 60 с.

179. Урда Н.А., Богачев А.Н. Редкие и исчезающие виды сосудистых растений Персиановской заповедной степи (Ростовская область) / Современная динамика компонентов экосистем пустынно- степных районов России. Москва, 2001.С. 203-206.

180. Фисюнов А.В. Сорные растения. М.: Колос, 1984. 319 с.

181. Харькина М.А. Экологические последствия природных катастроф // Энергия. 2000. № 1.

182. Хитров Н.Б. Развитие переувлажнения черноземов в исходно автоморфных агроландшафтах // Доклады РАСХН. 2002. № 2. С. 31-34.

183. Хитров Н.Б., Назаренко О.Г. Очаговая форма развития деградации почв степной зоны / Опустынивание и деградация почв. Материалы международной научной конференции. Москва, 11-15 ноября 1999 г. С. 300 301.

184. Хитров Н.Б., Назаренко О.Г. Формирование структуры почвенного покрова при локальном переувлажнении на склоне в степном агроландшафте / Почвоведение, 2000. № 9. С. 1054- 1063.

185. Хитров Н.Б., Назаренко О.Г., Чижикова Н.П., Герасименко Н.М., Клюкин Н.В., Литвинов С.А. Вторичное переувлажнение почв автоморфных степных агроландшафтов в условиях богарных систем земледелия / Современные проблемы почвоведения. М., 2000. С. 482 502.

186. Холмецкий A.M. Мочаристые почвы и пути их улучшения // Колхозно-совхозное производство Молдавии. Кишинев. 1965. № 5. С. 28 30.

187. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. С-Пб: Изд. Мир и семья, 1995. 990 с.

188. Черниченко И.Д. Гидроморфные почвы / Почвы Краснодарского края, их использование и охрана. Ростов-на-Дону: Изд во СКНЦ, 1996. С. 106 120.

189. Чибилев А.А., Кин И.О., Левыкин С.В. Покровская степь- эталон зональных ландшафтов Северного Прикаспия // Аридные экосистемы. 2003. Т. 9. №18. С. 40-49.

190. Шарова Л.В. Экология дельты Волги и орошаемое земледелие (В связи с развитием рисосеяния). Астрахань: ГУЛ ИПК "Волга", 1999. 111 с.

191. Шестаков И.Л., Сувак П.А., Мирочник А.С. Мелиорация степных солонцов МССР / Физика и мелиорация почв Молдавии. Кишинев, 1967. Ч. 1. С. 9-52.

192. Шумова Н.А. Исследование естественной водообеспеченности сельскохозяйственных посевов в лесостепной и степной зонах / Метеорология и гидрология, 2001, № 11. С. 79 90.

193. Яровенко Е.В. Мочаристые почвы черноземной зоны левобережной Украины, их генезис, агрономические свойства, классификация и пути повышения плодородия // Дис. канд. с/х наук. Харьков, 1989. 280 с.

194. Dierschke Н. Pflanzensoziologie. 1994. 683 р.

195. Engel R., Negus Т. Controlling saltland with trees. South Perth, 1988.

196. Hodgson D.R., Whiteley G.M., Bradnam A.E. Effects of waterlogging in the spring on soil conditions and the growth and yield of spring barley in three cultivation systems // J. Agr. Sc., 1989. Vol. 112. № 2. P. 265 276

197. Jensen R. Groundwater in the Great Plains // GPAC Republ. of the Great Plains Agr. Council, 1993.

198. Jongman R.H.G., CJ.F. tur Braak, D.F.R. von Tageron. Data analysis in community and landskape ecology. Cambrige university Press. 1995. 350 p.

199. Maltby E. Global wetlands history, current status and future // The Ecoland and Management of Wetlands, 1988.

200. McFarlane D. Assessment of waterlogged sites // Journal of Agriculture. 1985. Vol.26. №4. P. 119-121.

201. McFarlane D., Negus Т., Cox J. Drainage to control waterlogging // Journal of Agriculture. 1985. Vol. 26. № 4. P. 122 125.

202. Mills J.G., Zwarich M.A. Transient groundwater flow surrounding a recharge slough in a till plain // Canad. J. Soil Sc. 1986. Vol. 66. № 1. P. 121 134.

203. Negus T. The effects of waterlogging on cereal yields. South Perth, 1989.

204. Nulsen R. Hillside seepages // Journ. of Agriculture. 1985. Vol. 26. № 4. P. 128-129.

205. Richardson J.L., Arndt J.L., Freeland J. Wetland soils of the prairie potholes // Adv. in Agron. New York- London. 1994. Vol. 52. P. 121- 171.

206. Talsma Т., Gardner E.A. Groundwater recharge and discharge response to rainfall on a hillslope // Austral. J. Soil Res. 1986. Vol. 24. № 3. P. 343-356.

207. Wentz W.A. Functional status of the nation "wetlands" // The ecology and management of wetlands. 1988. Vol. 2. P. 50 59.

208. Winter T.C. A conceptual framework for assessing cumulative impacts on the hydrology of nontidal wetlands // Environm. Manag. 1988. Vol. 12. № 5. P. 605-620.220

Информация о работе

Волкова, Наталья Александровна
кандидата географических наук
Москва, 2005
ВАК 25.00.36

Диссертация

Геоэкологическая характеристика природно-территориальных комплексов современного гидроморфизма - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы