Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Почвенно-экологическая оценка агроландшафтов лесостепи Присалаирья

ВАК РФ 03.02.13, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Почвенно-экологическая оценка агроландшафтов лесостепи Присалаирья"

На правах рукописи

МИЛЛЕР Герман Федорович

ПОЧВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА АГРОЛАНДШАФТОВ ЛЕСОСТЕПИ ПРИСАЛАИРЬЯ

03.02.13 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

005532993

1 2 СЕН 2013

Новосибирск - 2013

005532993

Работа выполнена в лаборатории почвенно-физических процессов Института почвоведения и агрохимии СО РАН.

Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент

Дитц Людмила Юрьевна.

Официальные оппоненты: Добротворская Надежда Ивановна,

доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, заведующая лабораторией рационального землепользования Сибирского научно-исследовательского института земледелия и химизации сельского хозяйства СО Россельхозакадемии;

Кравцов Юрий Васильевич, кандидат биологических наук, доцент, доцент кафедры физической географии и туризма Новосибирского государственного педагогического университета.

Ведущая организация: Новосибирский государственный аграрный университет.

Защита состоится 31 октября 2013 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 003.013.01 при Институте почвоведения и агрохимии СО РАН по адресу: 630090, Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 8/2, ИПА СО РАН. Тел./факс: (383) 363-90-25. E-mail: soil@issa.nsc.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Института почвоведения и агрохимии СО РАН.

Автореферат разослан <уА » 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

Якименко В.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Создание эффективной системы оценки земель для разных категорий землепользовании относится к числу приоритетных задач. Основой оценки земельных ресурсов являются результаты оценки качества земель, рассчитанные с учетом факторов почвенного плодородия и ландшафтно-климатических условий почвообразования.

Почвенно-экологические принципы оценки земельных ресурсов имеют особую актуальность для лесостепи Присалаирья, поскольку ее территория, являясь экото-ном, характеризуется сложной историей развития, холмисто-увалистым эрозионным рельефом, разнообразием почвенного покрова и особенностями его функционирования. В то же время эта территория имеет разрозненные характеристики почв и почвенного покрова с позиций их пригодности к использованию как сельскохозяйственных угодий. Высокая степень расчлененности территории лесостепного Присалаирья и наличие склонов разной крутизны определяет нецелесообразность повсеместной распашки земель, которая способствует развитию эрозионных процессов. Однако распаханность этой территории, согласно литературным материалам, составляет более 45%. Все это требует разработки специфичных подходов к оценке зонирования земель этой территории.

Представляется, что учет, с одной стороны, принципов адаптивно-ландшафтного земледелия [Кирюшин, 1995], с другой, использование комплекса почвенно-бонитировочного и почвенно-экологического подходов [Хмелев, Щербинин, 1985; Карманов, 1990; Шишов и др., 1991] может позволить провести детальную оценку состояния почв агроландшафтов лесостепи Присалаирья и предложить возможные варианты зонирования этой территории с целью рационального использования земельных ресурсов региона.

Цель работы: Обосновать комплексный подход к почвенно-экологической оценке земель агроландшафтов лесостепи Присалаирья для проведения агроэкологического зонирования территории.

Задачи работы:

1. Изучить современное почвенно-эрозионное состояние основных типов элементарных ландшафтов лесостепи Присалаирья.

2. Провести бонитировочную и почвенно-экологическую оценку почв пахотных земель на примере ключевого участка.

3. Выделить агроэкологические группы почв на основе принципов адаптивно-ландшафтной системы земледелия с учетом их оценочных критериев и провести зонирование территории.

Научная новизна. Впервые для оценки почвенного покрова лесостепи Присалаирья применен комплексный бонитировочный и почвенно-экологический подход, сочетающий факторы почвенного плодородия и ландшафтно-климатические условия почвообразования.

Комплексное использование бонитировочного и почвенно-экологического подходов дает возможность выявить количественный вклад отдельных бонитировочных показателей в общий балл бонитета и получить объективные оценки качества почв, изученных с ландшафтных позиций.

Система оценки почвенного покрова ключевого участка лесостепи Присалаирья, обладающая высокой степенью достоверности, может быть использована для территории Присалаирья в целом.

Теоретическая и практическая значимость. Обоснование комплексного бонитировочного и почвенно-экологического подхода для оценки сельскохозяйственных земель, подверженных эрозионным процессам, вносит вклад в развитие общей системы почвенно-экологической оценки сельскохозяйственных земель. Агроэкологиче-ская группировка может быть использована при разработке принципов региональных систем земледелия и решении прикладных задач управления земельным фондом.

Защищаемые положения:

1. Бонитировочный и почвенно-экологический подход к оценке почвенного покрова является необходимой основой для оценки почв агроландшафтов лесостепи Присалаирья.

2. Агроэкологическая группировка почв, соответствующая принципам адаптивно-ландшафтных систем земледелия, позволяет провести рациональное почвенно-экологическое зонирование территории.

Публикации и апробация работы. Материалы диссертации доложены на Международной конференции «VIII Докучаевские молодежные чтения» (Санкт-Петербург, 2005), Всероссийской научной конференции «Почвы Сибири - прошлое, настоящее, будущее» (Новосибирск, 2010), Всероссийской конференции с международным участием «Современные проблемы генезиса, географии и картографии почв» (Томск, 2011), Всероссийской научной конференции XV Докучаевские молодежные чтения «Почва как природная биогеомембрана» (Санкт-Петербург, 2012). По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 3 в журналах, входящих в «Перечень...» ВАК РФ.

Структура диссертации. Диссертация изложена на 127 страницах, включает введение, 6 глав, выводы, список литературы из 153 наименований, иллюстрирована 16 рисунками, 13 таблицами и имеет приложение.

Личный вклад автора: Изучение почв и почвенного покрова в полевых условиях, отбор образцов, анализ и интерпретация полученного материала, обобщение и опубликование результатов исследования.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю к.б.н., с.н.с. Л.Ю. Дитц за всестороннюю поддержку в выполнении диссертационной работы, д.б.н., профессору [В.А. Хмелеву за ценные советы и консультации, а также сотрудникам лаборатории почвенно-физических процессов ИПА СО РАН за помощь в проведении полевых и лабораторных исследований.

ГЛАВА 1. СТЕПЕНЬ ИЗУЧЕННОСТИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

ПРИСАЛАИРЬЯ

1.1. Изученность почвенного покрова и эрозионного состояния почв территории исследования. Почвенно-эрозионные исследования на территории Присалаирья ведутся более ста лет. Издан ряд научных трудов по результатам исследований, проведенных многими авторами [Выдрин, Ростовский, 1899; Кузнецов, 1946; Орлов, 1971, 1974, 1983; Хмелев, 1978; Путилин, 1988, 2002; Реймхе, 1989; Ковалева, 1992; Танасиенко, 1992, 2003; и др.]. Научные труды и публикации упомянутых авторов позволяют отметить, что почвы и почвенный покров исследуемой территории, как и его эрозионное состояние, изучены достаточно полно.

1.2. История развития почвенно-оценочных методов сельскохозяйственных земель. В советский период начались работы по созданию предварительной бонити-ровочной шкалы плакорных почв СССР [Соболев, Малышкин, 1958; Соболев, Полянский, 1965]. С конца 60-х гг. этот этап оценочных работ ознаменовался исследованиями на уровне республик, краев и областей [Тайчинов, 1968; 1971; Тюменцов, 1975; Тюменцев, Попов, 1975; Щербинин, 1985; Хмелев, Щербинин, 1985]. Методика денежной оценки почв в стране впервые была разработана И.И. Кармановым [1989; 1990], а также Л.Л. Шишовым и др. [1991]. Однако к настоящему времени нет работ, в которых отражено применение комплекса оценочных методов, при котором использованные подходы являются взаимодополняющими.

1.3. История изучения агроэкологического подхода к адаптивно-ландшафтной системе земледелия. Современная земледельческая наука усовершенствовала известные в прошлом адаптивные подходы, предложив для практического применения адаптивно-ландшафтные системы земледелия [Булгаков, 1981; Варламов, 1993; Кирюшин, 1996]. Важнейшим резервом повышения эффективности ресурсного потенциала территории является агроландшафтное земледелие. Кроме того, для наиболее рационального и безопасного для состояния экосистем использования земель, в разных странах и ландшафтных условиях применяется функциональное зонирование территорий, которое предполагает наложение запретов на использование отдельных площадей в том или ином качестве.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объектом исследования являются почвы и почвенный покров территории, приуроченный к Предаптайской лесостепной провинции черноземов выщелоченных и оподзоленных и серых лесных почв. Исследования проводились на ключевом участке общей площадью около 430 га с заложенным на нем почвенно-геоморфологическим профилем, включающим в себя вершины двух противоположных увалов, склоны южной и северной экспозиции, межувальное понижение, а также серией опорных разрезов.

2.2. Методы исследования: почвенно-бонитировочная и почвенно-экологическая оценка почвенного покрова, картографический метод, химико-аналитические методы, метод экстраполяции и метод статистической обработки данных.

ГЛАВА 3. ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ФОРМИРОВАНИЕ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

3.1. Геологическое и геоморфологическое строение исследуемой территории

обусловлено длительной историей развития. В течение палеозоя и мезозоя территория неоднократно испытывала колебательные движения различной амплитуды; чередовались этапы денудации и накопления материала. К концу четвертичной эпохи территория представляет собой пенеплен, унаследованный от третичного времени [Варламов, Найденова, 1981]. Основным элементом рельефа являются возвышенные расчлененные увалистые равнины.

3.2. Почвообразующне породы. Покровные отложения в основном представлены лёссовидными суглинками и супесями, поверхностная толща которых почти повсеместно служит почвообразующей породой для почв, формирующихся на этой территории.

3.3. Гидрография. Часть Присалаирья, в пределах которой расположен район исследований, относится к бассейну реки Бердь — одному из крупных правых притоков Оби.

3.4. Климат. Исследуемая территория, согласно климатическому районированию, лежит в пределах умеренного климатического пояса. Климат является умеренно-резкоконтинентальным [Алисов, 1956; Сляднев, 1964].

3.5. Растительный покров. Основным типом растительности являются березовые леса колочного типа и злаково-разнотравные луговые степи. В последние десятилетия наблюдалось дальнейшее сокращение площади лесов и увеличение количества распаханных площадей. Леса сохранились в виде колков, фрагментарно расположенных на склонах долин рек, балок, логов; занимают до 30% общей площади.

ГЛАВА 4. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА II СВОЙСТВ ПОЧВ ОСНОВНЫХ ТИПОВ ЛАНДШАФТОВ КЛЮЧЕВОГО УЧАСТКА

На территории ключевого участка основной фон почвенного покрова представлен типом серых лесных почв. На повышенных элементах рельефа (плакоры и верхние части склонов пологих увалов) формируются темно-серые лесные и серые лесные почвы. Данные почвы полностью вовлечены в пашню. Склоны увалов с крутизной более 3° заняты серыми и светло-серыми лесными почвами, большая часть которых подвержена эрозионным процессам разной степени интенсивности. На склоновых позициях под лесной растительностью формируются серые лесные глеевые почвы. На нижних участках склонов, в днищах логов и по долинам мелких речек и ручьев формируются гидроморфные почвы, к которым относятся луговые, лугово-болотные, болотные низинные и аллювиальные почвы (рис. 1).

Характеристика почвенного покрова представлена по положению почв в рельефе. Был заложен почвенно-геоморфологический профиль (рис. 2).

почв енно-геоморф о.ггопгческий проф1-ть

Рис. 1. Почвенная карта ключевого участка. Масштаб 1:10 ООО

)ЛЮВИЯЛЬНЬШ

ландшафт

"Уклоны, 0-1; 1-3

град

Почты Сз-2с

С2-2с

т] анолювнаш ландшаф!

в

тра (сэлювн ал ьньш ландшаф г

элювнальньш ландшафт

Б

трансаккумулятивньш ландшафт

В

склон южной экспозиции

С Дсклон северной экспозиции

3-5 1-3 0-1

3-5 0-3 0-1

—Сил Ал <2-Л Абл -Л* 2-е *С2-1< C2.it Смс

Рис. 2. Почвенно-геоморфологический профиль

4.1. Почвенный покров и свойства почв элювиальных ландшафтов. В пределах ключевого участка почвы элювиальных ландшафтов формируются на вершинах пологих увалов и верхних участках склонов при периодически промывном типе водного режима. Глубина залегания грунтовых вод значительна и может превышать 1530 м. На ключевом участке почвы, занимающие элювиальные позиции, следующие: темно-серые лесные мощные и среднемощные среднесуглинистые; серые лесные среднемощные среднесуглинистые.

Серые лесные почвы отличаются от темно-серых лесных тем, что имеют меньшую мощность гумусового горизонта (18-30 см против 40^5 см) и содержание гумуса (3,6-4,4% против 5,0-5,9%). Уменьшение содержания гумуса с глубиной в темно-серых лесных почвах не столь резко, как в серых лесных. Подзолистый процесс в серых (и светло-серых) лесных почвах протекает более выражено, чем в темно-серых лесных почвах, в то время как дерновый процесс несколько ослаблен.

По гранулометрическому составу изученные почвы являются среднесуглини-стыми иловато-крупнопылеватыми. В почвенном профиле темно-серых лесных почв отмечается дифференциация по распределению илистой фракции, в то время как распределение илистых частиц в профиле серых лесных почв характеризуется более четким проявлением элювиально-иллювиальной дифференциации под влиянием процесса оподзоливания.

Слабокислая реакция среды характерна для темно-серых лесных почв; кислотность серых лесных почв изменяется от слабокислой до кислой; кислая реакция характерна для светло-серых лесных почв.

4.2. Почвенный покров и свойства почв трансэлювиальных ландшафтов. К трансэлювиальным ландшафтам относятся пологие и крутые части склонов, для которых характерен привнос элементов не только из атмосферы, но и с боковым твердым и жидким стоком. Почвенный покров представлен серыми лесными маломощными сред-несуглинистыми среднесмытыми, светло-серыми лесными среднемощными среднесуг-линистыми слабосмытыми и серыми лесными мощными среднесуглинистыми намытыми почвами. В силу своего геоморфологического расположения и крутизны склонов, почвенный покров характеризуется наличием эрозионно-опасных почв крутых склонов, слабо-, среднесмытых и смыто-намытых почв распаханных угодий.

Гранулометрический состав исследуемых почв среднесуглинистый; как и в почвах элювиальных ландшафтов, преобладает фракция крупной пыли. Дифференциация профиля на генетические горизонты отчетливо проявляется по содержанию физической глины.

Гумус, в основном, сконцентрирован в гумусово-аккумулятивном горизонте, вниз по профилю его содержание падает очень резко (в горизонте А2В его содержание уже 0,41-1,75%). В этом заключается одно из значительных отличий подтипа светло-серых лесных почв от подтипа серых лесных и тем более темно-серых лесных почв.

Реакция среды серых лесных почв склоновых местоположений кислая и слабокислая.

4.3. Почвенный покров и свойства почв трансаккумулятивных ландшафтов.

Этим ландшафтам соответствуют, прежде всего, почвы нижних частей склонов, подножий склонов и днищ понижений. В пределах ключевого участка такими почвами являются: луговые среднемощные среднегумусные среднесуглинистые; луговые среднемощные среднегумусные среднесуглинистые намытые; аллювиальные луговые карбонатные среднемощные среднегумусные легкосуглинистые.

По данным гранулометрического состава эти почвы относятся к легко- и среднесуг-линистым. Почвенный профиль характеризуется слабой дифференциацией по распределению илистой фракции. Преобладание содержания крупнопылеватой фракции (39,646,7%) свидетельствует об унаследованности свойств от почвообразующей породы.

В луговых почвах содержание гумуса высокое и составляет 5,6%, а в аллювиальных луговых более низкое - до 3,4%.

Реакция среды в аллювиальных луговых карбонатных среднемощных легкосуглинистых почвах слабощелочная и щелочная; в луговых — в верхней части профиля реакция слабокислая, в нижней - слабощелочная.

4.4. Почвенно-эрозионная характеристика ключевого участка. Степень потенциальной опасности проявления ускоренной антропогенной эрозии почв определяется как функция от действия многих факторов - рельефа, геологического строения, климата, почвенного и растительного покровов, хозяйственной деятельности человека. Между всеми факторами существует тесная связь, но при изучении эрозии почв важна характеристика каждого из них. По данным полевого картографирования и анализа топографической карты масштаба 1:10 ООО была составлена карта эрозионного состояния почв (рис. 3).

Морфометрическая характеристика строения поверхности исследуемого участка позволила выявить, что плоские водораздельные участки с уклонами 0-1° занимают 148,22 га (34,6 % от общей площади участка). Их почвенный покров, представленный темно-серыми и серыми лесными почвами, не подвержен эрозионным процессам, о чем свидетельствует мощность гумусового горизонта (Апах + А|А2) - 35^10 см. Склоновые земли (в структуре сельскохозяйственных угодий) занимают 27,8%, в том числе с крутизной более 3° - 21,6%. Распаханность сельскохозяйственных угодий достигает 46%. Доля эрозионно-опасных сельскохозяйственных угодий составляет 31,1%.

Площадь склоновых распаханных участков с крутизной склонов 1-3° составляет 106,54 га (23,7%). Эти участки лишь частично подвержены плоскостной эрозии, что выражается в уменьшении мощности гумусового горизонта (до 18-24 см) и содержании гумуса (2,6-3,6%). Для подножья склонов и распаханных участков аккумулятивных ландшафтов характерно наличие смыто-намытых почв. По большей части это объясняется тем, что распашка в условиях расчлененного рельефа территории является нарушением экологических принципов при антропогенном воздействии (рис. 4). Коэффициент эрозионного расчленения территории составляет 1,2.

Таким образом, естественные предпосылки к развитию эрозионных процессов, созданные как историей формирования территории, так и наличием в качестве почво-образующих пород покровных суглинков, только усиливаются.

Развитие эрозионных г^оцессов Площадь, га % от общей площади

1 Нес мытые почвы 148,20 34,6

2 Слабое мытые почвы 69,62 16,2

3 Среднее мытые почвы 22,94 5,4

4 Намытые почвы 2632 6Л

5 Эрознонноопасные почвы 133,38 31,1

6 Почвы поим 2739 6,5

427.84 100

Рис. 3. Почвенно-эрозионная карта ключевого участка

Рис. 4. Карта крутизны склонов ключевого участка

|

Площадь,

% от общей площади

44.12

5-7° и более

106,54

ГЛАВА 5. БОНИТИРОВОЧНАЯ И ПОЧВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ЛЕСОСТЕПИ ПРИСАЛАИРЬЯ

5.1. Почвенно-экологический метод бонитировки почв. Методологической основой бонитировочной оценки почв ключевого участка является региональная методика бонитировки почв [Методика..., 1979], доработанная в Институте почвоведения и агрохимии СО РАН, которая позволила дать качественную оценку почв всех административных подразделений Западной Сибири [Щербинин, 1985].

При проведении исследований бонитировочная и почвенно-экологическая оценки проводились для почв пахотного фонда (элювиальные и трансэлювиальные ландшафты), как для наиболее ценных.

Диагностическими критериями являются мощность гумусового горизонта, содержание гумуса в пахотном слое, рН водной вытяжки, содержание физической глины и питательных элементов (подвижных форм фосфора обменных форм калия и валового азота). Для расчета балла бонитета были получены среднестатистические данные оценочных показателей.

При проведении почвенно-бонитировочного обследования следует учитывать то, что почвы склоновых местоположений под пашней подвержены эрозионным процессам, что резко снижает их качество как средства сельскохозяйственного производства. Влияние процессов эрозии на показатели балльной оценки учитывалось с помощью поправочного коэффициентаэродированности [Методика..., 1979].

Бонитировочная оценка почв исследуемой территории проводилась по данным вычисления среднего балла бонитета почвы по её свойствам. Расчет баллов бонитета

по свойствам почв проводился по формуле (1):

Д = (1),

Пэ

где Б - балл оценки, Пф - фактическое значение оцениваемого показателя; Пэ - значение того же показателя почвы, принятой за эталон.

Общий балл бонитета почвы по её свойствам был рассчитан по формуле (2):

(Б. + Б7 + £, + Б, + Б.) Бобщ = —---^--— х К (2),

где Б0гщ - общий средний балл бонитета почвы; Б\ + Б2+ ... сумма средних баллов оценочных показателей; К— поправочный коэффициент; 5 — количество показателей.

Данные вычислений представлены в табл. 1.

В среднем бонитет серых лесных почв без разделения на подтипы составляет 75 баллов [Хмелев, Миллер, 2005]. Почвы склоновых положений, которые подвержены разной степени смытости, характеризуются низким показателем общего балла бонитета (23—41 балл).

Оценочные показатели почв имеют определенную долю вклада в средний балл бонитета. Выявлено, что наиболее значимым оценочным показателем является мощ-

ность гумусового горизонта (Апах + А^). Для почв, сформированных на повышенных элементах рельефа и не подверженных процессам эрозии, вклад этого показателя составляет 18-23%. В почвах склоновых позиций, подверженных эрозии разной степени интенсивности, вклад показателя мощности гумусового горизонта составляет 14-19% для слабосмытых почв и 13% - для среднесмытых (рис. 5).

Таблица 1. Расчет баллов бонитета почв исследуемой территории

Название почвы Показатели Коэффициент эрозии Средний балл бонитета

Мощность гумусового горизонта, см Содержание гумуса в А™, % Содержание частиц менее 0,01 мм, % Содержание валового N. % Содержание подвижного Р20!, мг/100 г

Темно-серые лесные мощные тяжелосуглинистые (эталон) 50 7,0 52 0,38 20,0 1,00 100

Темно-серые лесные мощные среднесуглинистые 45,8/91' 5,5/79 38,1/73 0,2/68 15,9/80 1,00 78

Серые лесные среднемощные среднесуглинистые 33,0/66 4,3/61 35,7/68 0,2/66 15,3/75 1,00 67

Серые лесные маломощные среднесуглинистые слабосмытые 18,3/36 3,9/56 34,2/66 0,2/58 9,2/45 0,70 41

Серые лесные маломощные среднесуглинистые среднесмытые 15/30 3,3/47 31,4/60 0,12/34 10,9/55 0,50 23

Светло-серые лесные среднемощные среднесуглинистые слабосмытые 22/44 2,3/33 33,0/63 0,12/31 12,0/60 0,70 36

Серые лесные мощные среднесуглинистые намытые 45/90 4,6/66 32,8/63 0,25/66 9,0/45 1,00 66

* - в числителе среднее значение показателя, в знаменателе - значение балла бонитета показателя.

На основании показателей средней урожайности зерновых культур и полученного балла бонитета была рассчитана корреляционная зависимость между данными величинами (0,92-0,97). Тесная зависимость между урожайностью зерновых культур, которая составляет 11,6 ц/га, и баллом бонитета почв является интегральным показателем уровня потенциального плодородия почвы.

5.2. Почвенно-экологическая оценка пахотных земель. Почвенно-экологическая оценка сельскохозяйственных земель проводится на основании характеристик как собственно почв, так и экологических показателей [Шишов и др., 1991]:

У1>10°х(КУ-Р)

ПЭИ = 12,5х(2-V)хЯхДсх —----хА (3),

ЯК+ 100

где ПЭИ — почвенно-экологический индекс; V — плотность (объемная масса) почвы, г/см3; 2 — максимально возможная плотность, г/см3; П — "полезный" объем почвы в метровом слое; Дс — дополнительно учитываемые свойства почвы; ^ > 10

°С - среднегодовая сумма активных температур; КУ — коэффициент увлажнения; Р — поправка к коэффициенту увлажнения; КК — коэффициент континентальносги; А - итоговый агрохимический показатель содержания элементов питания.

Таким образом, формула расчета ПЭИ состоит из трех сегментов, соответствующих расчету почвенных, климатических и агрохимических свойств, которые отражают суммарное влияние почвенно-экологических условий на продуктивность почв.

Biluu tieöiatttcii в &uli бзнигещ "8 ömog MS -o iiTiot

6" ö*TJO»

Темно-серые леенwc чоитыс Тсчно-ссрис лесные ерсднсчощные Серые лесные среднсадщныс среднссусшкнстыс срелнссшлнпсгас срслнссупинпспк

301«,

Вк.ш (юпшелей * fti.u йоиотпа

ti*

Серые лесные ерслисчошныс Серые лесные мддомошные Серые лесные иаломощнис ереднесупннмешс енбосмытыс срслиссуглинисше слжккмытыс среди есялнннстыс среднесмытые

Л> байтов

lituu пиишслсП II (LU «OIlKtClil

66 баллов

□ Мощность гумусового горизонта

■Содержание гумуса в горизонте А, %

□Содержание частац менее 0,01 ми, %

□ Содержание вал N. %

в Содержание подв. Р>( М

I«ет.икерые лесные срслнечошныс Серые лесные мошиые среднссуглнниетые слмосмитыс срсднесуглиниепк намытые

Рис. 5. Вклад оценочных показателей в формирование общих баллов бонитета почв исследуемой территории

Наиболее высокими значениями итоговых ПЭИ (33,9-37,6) характеризуются почвы элювиальных ландшафтов, которые занимают выровненные местоположения, не подвержены эрозионным процессам, обеспечены элементами минерального питания и обладают благоприятным гидротермическим режимом (табл. 2).

Таблица 2. Расчет почвенно-экологического индекса (ПЭИ) и балла бонитета по ПЭИ

Почвы Выборка Объемная масса (V), слой 0-50 см, г/см3 Дополнительные свойства почв (Дс) Агро химический показатель (А) ПЭИ, балл Балл бонитета по ПЭИ

Содержание гумуса, Ап„, % Коэффициент эрозии*

Темно-серые лесные мощные среднесуглинистые 5 1,21 5,5 _ 0,86 37,6 35,3

Серые лесные среднемощные среднесуглинистые 5 1,27 4,3 _ 0,86 33,9 31,8

Серые лесные среднемощные среднесуглинистые слабосмытые 3 1,27 4 0,83 0,9 29,6 27,8

Серые лесные маломощные среднесуглинистые среднесмытые 3 1,29 3,3 0,68 0,79 18,8 17,7

Свешо-серые лесные среднемощные среднесуглинистые слабосмытые 3 1,21 2,3 0,83 0,91 22,1 20,8

Серые лесные мощные среднесуглинистые намытые 3 1,28 4,6 - 0,79 32,4 30,5

* - коэффициент на степень водной эрозии почв [Шишов и др., 1991].

Значения ПЭИ почв трансэлювиальных ландшафтов составляют в среднем 18,8— 22,1 балла, что обусловлено развитием эрозионных процессов в условиях склонового рельефа. Небольшое повышение значений ПЭИ отмечено для намытых почв (32,4), в гумусовом горизонте которых аккумулируются гумусовые вещества [Миллер, 2012а]. При расчете баллов бонитетов по ПЭИ использовались литературные данные для лесостепной зоны Западной Сибири для трех подтипов серых лесных почв. Коэффициент пересчета составляет 0,94 [Шишов и др., 1991]. Для сравнительного анализа были приведены литературные данные и данные, полученные в результате проведенных исследований (табл. 3).

Таблица 3. Сравнительная оценка качества почв пахотных угодий лесостепи Присалаиръя

Почвы Балл бонитета, литературные данные Балл бонитета на почвенно-агроэкологической основе ПЭИ, балл Балл бонитета по ПЭИ

Темно-серые лесные мощные среднесуглинистые 75 78 37,6 35,3

Серые лесные среднемощные среднесуглинистые 62 67 33,9 31,8

Серые лесные среднемощные среднесуглинистые слабосмытые 47 29,6 27,8

Серые лесные маломощные среднесуглинистые среднесмытые 23 18,8 17,7

Светло-серые лесные среднемощные среднесуглинистые слабосмытые 36 22,1 20,8

Серые лесные мощные среднесуглинистые намытые 66 32,4 30,5

Бонитировка на почвенно-агроэкологической основе и почвенно-экологическая оценка (расчет ПЭИ и балла бонитета по ПЭИ) являются дополняющими друг друга аспектами оценочных работ. Поскольку комплексное использование бонитировочно-го и почвенно-экологического подходов дает возможность выявлять количественный вклад отдельных бонитировочных показателей в общий балл бонитета (собственно бонитировка) и получать объективные оценки качества почв разных типов ландшафтов и агроэкологических групп. Поэтому очень результативным оказался подход, сочетающий факторы почвенного плодородия, а также климатические и геоморфологические показатели для оценки бонитета почв ключевого участка по ПЭИ в условиях сложного рельефа лесостепи Присалаирья.

ГЛАВА 6. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГРУППИРОВКА ПОЧВ ЛЕСОСТЕПИ ПРИСАЛАИРЬЯ

Изучение устойчивости почв при агроэкологической группировке земель с эколого-ландшафтной и адаптивно-ландшафтной (учитываются природные условия) точки зрения является необходимым; поскольку при хозяйственных нагрузках, превышающих пределы устойчивости почв как саморегулирующихся природных экосистем, проявляются деградационные процессы и явления. Одним из методов рационального хозяйствования является выделение агроэкологических групп земель на основе адаптивно-ландшафтной системы земледелия. Суть данного метода состоит в дифференциации земледелия в структурно-функциональной иерархии ландшафта или в выделении агро-ландшафтных групп земель, объединенных едиными природно-хозяйственными факторами. При этом группа земель представляет собой почвенные комбинации как компонент агроландшафта. Объединение почвенных контуров в агроэкологическую группу земель было проведено на основании их положения в ландшафте. Агроэкологические условия каждой группы земель находятся в прямой зависимости от относительной высоты над местным базисом эрозии (река, ручей), гранулометрического состава почвообра-зующих пород, что, в свою очередь, обеспечивает определенный уровень грунтовых вод, степень дренированности участка и водный режим почв. Исследуемая территория характеризуется разнообразием геоморфологического строения, вызванным значительным вертикальным и горизонтальным расчленением. Здесь для предотвращения эрозии должно обеспечиваться внедрение адаптивно-ландшафтной системы земледелия, которая включает противоэрозионную организацию территории [Кирюшин, 1995].

Влияние на развитие эрозионных процессов оказывают степень распаханности территории [Безбородова, Миллер, 20116; Миллер, Безбородова, 2012] и структура посевных площадей (рис. 6).

Основным критерием при выделении границ агроэкологических групп (рис. 7) послужило положение исследуемых почв ключевого участка в ландшафте.

Кроме того, установлено, что наибольшие значения ПЭИ и балла бонитета свойственны почвам I агроэкологической группы; для почв II агроэкологической группы данные значения значительно ниже (табл. 4).

Рис. 6. Карта сельскохозяйственных угодий

Рис. 7. Агроэкологическая группировка почв ключевого участка

Почвы % от общей площади Положение в рельефе Крутизна склона, ° Использование угодий в настоящее время Эрозионная опасность и степень эродирован-ности ПЭИ, балл Балл бонитета по ПЭИ Зонирование территории

I агроэкологическая группа (17,4% от площади ключевого участка), в том числе:

Темно-серые лесные мощные 4,0 Вершины увалов 0-1 Пашня Эрозия не проявляется 37,6 35,3 Пашня

Темно-серые лесные среднемощные 3,0 Вершины увалов 38,5 36,2

Серые лесные среднемощные 10,4 Верхние части склонов 1-3 Пашня, сенокос 33,9 31,8

11 агроэкологическая группа <50,4% от площади ключевого участка), в том числе:

Серые лесные среднемощные 4,0 Склоны увалов 3-5 Пашня, сенокос Слабосмы-тые 29,6 27,8 Сенокос

Серые лесные маломощные 6,7 29,2 27,4

Светло-серые лесные среднемощные 5,6 5-7 22,1 20,8

Серые лесные маломощные 5,4 Склоны увалов 5-7 Пашня, сенокос Среднесмы-тые 18,8 17,7

Серые лесные мощные 4,5 Нижние части склонов 0-3 Сенокос, пастбище Намытые 32,4 30,5 Сенокос, сеяные травы

Серые лесные среднемощные 7,3 Крутые склоны увалов 7 и более Сенокос, пастбище Эрозионно-опасные Неопр.* Не опр.* Сенокос

Серые лесные маломощные 2,0

Светло-серые лесные среднемощные 14,9 Лес, пастбище Рекреацио нн ое испол ьзо вание; сенокос

III агроэкологическая группа (32,2% от площади ключевого участка), в том числе:

Серые лесные глеевые 17,3 Крутые склоны увалов 5 и более Лес Эрозионно-опасные Неопр.* Не опр.* Рекреационное использование

Луговые среднемощные среднесуглини-стые намытые 4,0 Межсклоновые понижения 0-1 Лес, пастбище Эрозия не проявляется Лесные участки - рекреационное использование; безлесные - пастбище

Луговые среднемощные среднесу глинистые 6,2 Межсклоновые понижения Пастбище

Аллювиальные луговые 4,7 Речные долины Пастбище

* - расчет ПЭИ и балла бонитета по ПЭИ был проведен только для пахотных почв.

Таким образом, стало возможным разделить территорию исследований на три агроэкологические группы. Площадное соотношение этих групп и свойства их почв позволили провести функциональное зонирование территории и определить, что I агроэкологическая группа почв может использоваться под пашню при условии строгого соблюдения агротехнических мероприятий, II группа должна использоваться под сеяные травы и сенокосы и только в редких случаях (по-видимому, на отдельных небольших площадях) допустим выпас скота. В то же время III группа земель преимущественно должна использоваться под пастбища, частично — под сенокосы, а территории, занятые лесом на крутых склонах, - исключительно как рекреационные ресурсы.

выводы

1. На основе полученных аналитических и картографических материалов установлено, что степень распаханности территории ключевого участка составляет 46% (из них 55% эродированные почвы); залесенности - 31 %, остальные земли приходятся на кормовые угодья. На долю эрозионно-опасных земель приходится 24% от общей площади ключевого участка. Высокая степень расчлененности территории (склоновые местоположения - около 70% территории), а также значительная доля (22%) эродированных почв характеризуют исследуемую территорию как зону рискованного земледелия.

2. На основе комплексной оценки почвенного покрова, включающей расчет баллов бонитета и ПЭИ, а также определения вклада каждого оценочного показателя в формирование общего балла бонитета, выявлено, что основной вклад в общий балл бонитета вносят мощность гумусового горизонта, содержание гумуса в пахотном горизонте и содержание физической глины. Введение поправочных коэффициентов на степень эродированности почв снижает балл бонитета на 30-50%.

3. Наибольшие показатели ПЭИ (34-38 баллов) характерны для почв элювиальных ландшафтов; для смытых почв показатель ПЭИ снижается до 23-29 баллов.

4. Комплексный подход, реализованный при почвенно-эрозионных исследованиях и почвенно-экологической оценке территории, позволил выделить три агроэкологиче-ские группы земель, почвы которых характеризуются разным уровнем потенциального плодородия.

5. Агроэкологическая группировка земель легла в основу зонирования территории: I группа может использоваться под пашню при условии строгого соблюдения агротехнических мероприятий; II группа преимущественно должна использоваться под сеяные травы и сенокосы; III группа - под пастбища, частично - под сенокосы, а территории, занятые лесом на крутых склонах, - исключительно под рекреацию.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Хмелев В.А., Миллер Г.Ф. Оценка сельскохозяйственной пригодности земель Новосибирской области // Сибирский экологический журнал. 2005. - № 5. - С. 703-710.

2. Миллер С.А., Миллер Г.Ф. Изучение гумусного состояния интенсивно используемых почв Новосибирской области // Гуминовые вещества в биосфере / Материалы Всероссийской конференции. - СПб., 2005. - С. 161-162.

3. Безбородова А.Н., Миллер Г.Ф. Изменение значений почвенно-экологического индекса межгорных степных котловин Горного Алтая в связи с нарастанием аридносги // Известия Самарского научного центра РАН. 2011 а.-Т. 13.-№ 1.-С. 1176-1179.

4. Безбородова А.Н., Миллер Г.Ф. Последствия сведения естественной растительности и деградация почвенного покрова в результате сельскохозяйственной деятельности человека в Присалаирье на примере АО «Сибиряк» // Современные проблемы генезиса, географии и картографии почв / Материалы Всероссийской конференции с международным участием. - Томск, 20116. - С. 333-336.

5. Миллер Г.Ф. Использование почвенно-экологического индекса для агроэкологической группировки сельскохозяйственных угодий Присалаирья // Почва как природная биогеомем-брана / Материалы Докучаевских молодежных чтений. - Томск, 2012а. - С. 51-52.

6. Миллер Г.Ф. К вопросу об интегральном подходе к качественной оценке почв Присалаирья // Палеопочвы - хранители информации о природной среде прошлого / Материалы Международной научной молодежной школы по палеопочвоведению. - Новосибирск, 20126. - С. 86-90.

7. Миллер Г.Ф., Безбородова А.Н. Система качественной оценки эрозионноопасных и эродированных почв Присалаирской дренированной равнины // Почвоведение и агрохимия. 2012. - № 4. - С. 23-27.

8. Кудряшова С.Я., Дитц Л.Ю., Чичулин A.B., Чумбаев A.C., Миллер Г.Ф., Безбородова А.Н. Эколого-географические аспекты выделения типов комплексов почв на плоскогорье Укок с использованием дистанционных исследований // Сибирский экологический журнал. 2012. - № 5. - С. 703-710.

Подписано в печать 22.08.13. Формат 60х841/16. Объем 1,0 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 32.

Центральный сибирский ботанический сад СО РАН 630090 Новосибирск, ул. Золотодолинская, 101

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Миллер, Герман Федорович, Новосибирск

Институт почвоведения и агрохимии Сибирское отделение Российской академии наук

На правах рукописи

04201362873

Миллер Герман Федорович

ПОЧВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА АГРОЛАНДШАФТОВ

ЛЕСОСТЕПИ ПРИСАЛАИРЬЯ

03.02.13 - почвоведение

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель к.б.н. Л.Ю. Дитц

Новосибирск 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1. СТЕПЕНЬ ИЗУЧЕННОСТИ ПОЧВЕННОГО 6 ПОКРОВА ПРИСАЛАИРЬЯ

1.1. Изученность почвенного покрова и эрозионного состояния 6 территории исследований

1.2. История развития почвенно-оценоных методов 8 сельскохозяйственных земель.

1.3. История изучения агроэкологического подхода к адаптивно- 14 ландшафтной системе земледелия

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 16

2.1. Объекты исследования 16

2.2. Методы исследования 17 ГЛАВА 3. ФАКТОРЫ ПОЧВООБРОЗОВАНИЯ И ИХ ВЛИЯНИЕ 20 НА ФОРМИРОВАНИЕ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

3.1. Геологическое и геоморфологическое строение исследуемой 20 территории

3.2. Почвообразующие породы 25

3.3. Гидрография 27

3.4. Климат 28

3.5. Растительный покров 32

ГЛАВА 4. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА И 36 СВОЙСТВ ПОЧВ ОСНОВНЫХ ТИПОВ ЛАНДШАФТОВ КЛЮЧЕВОГО УЧАСТКА

4.1. Почвенный покров и свойства почв элювиальных ландшафтов 40

4.2. Почвенный покров трансэлювиальных ландшафтов 54

4.3. Почвы трансаккумулятивных ландшафтов 63

4.4. Почвенно-эрозионная характеристика ключевого участка 69

ГЛАВА 5. БОНИТИРОВОЧНАЯ И ПОЧВЕННО-

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ 79 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ЛЕСОСТЕПИ ПРИСАЛАИРЬЯ

5.1. Почвенно-агроэкологический метод бонитировки почв 79

5.2. Почвенно-экологическая оценка пахотных земель 90

ГЛАВА 6. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГРУППИРОВКА ПОЧВ 99 КЛЮЧЕВОГО УЧАСТКА ЛЕСОСТЕПИ ПРИСАЛАИРЬЯ

ВЫВОДЫ 111

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 112

ПРИЛОЖЕНИЕ 125

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Создание эффективной системы оценки земель для разных категорий землепользований относится к числу приоритетных задач. Основой оценки земельных ресурсов являются результаты оценки качества земель, рассчитанные с учетом факторов почвенного плодородия и ландшафтно-климатических условий почвообразования.

Почвенно-экологические принципы оценки земельных ресурсов имеют особую актуальность для лесостепи Присалаирья, поскольку ее территория, являясь экотоном, характеризуется сложной историей развития, холмисто-увалистым эрозионным рельефом, разнообразием почвенного покрова и особенностями его функционирования. В то же время эта территория имеет разрозненные характеристики почв и почвенного покрова с позиций их пригодности к использованию как сельскохозяйственных угодий. Высокая степень расчлененности территории лесостепного Присалаирья и наличие склонов разной крутизны определяет нецелесообразность повсеместной распашки земель, которая способствует развитию эрозионных процессов. Однако распаханность этой территории, согласно литературным материалам, составляет более 45%. Все это требует разработки специфичных подходов к оценке зонирования земель этой территории.

Представляется, что учет, с одной стороны, принципов адаптивно-ландшафтного земледелия [Кирюшин, 1995], с другой, использование комплекса почвенно-бонитировочного и почвенно-экологического подходов [Хмелев, Щербинин, 1985; Карманов, 1990; Шишов и др., 1991] может позволить провести детальную оценку состояния почв агроландшафтов лесостепи Присалаирья и предложить возможные варианты зонирования этой территории с целью рационального использования земельных ресурсов региона.

Цель работы: Обосновать комплексный подход к почвенно-экологической оценке земель агроландшафтов лесостепи Присалаирья для проведения агроэкологического зонирования территории.

Задачи работы:

1. Изучить современное почвенно-эрозионное состояние основных типов элементарных ландшафтов лесостепи Присалаирья.

2. Провести бонитировочную и почвенно-экологическую оценку почв пахотных земель на примере ключевого участка.

3. Выделить агроэкологические группы почв на основе принципов адаптивно-ландшафтной системы земледелия с учетом их оценочных критериев и провести зонирование территории.

Научная новизна. Впервые для оценки почвенного покрова лесостепи Присалаирья применен комплексный бонитировочный и почвенно-экологический подход, сочетающий факторы почвенного плодородия и ландшафтно-климатические условия почвообразования.

Комплексное использование бонитировочного и почвенно-экологического подходов дает возможность выявить количественный вклад отдельных бонитировочных показателей в общий балл бонитета и получить объективные оценки качества почв, изученных с ландшафтных позиций.

Система оценки почвенного покрова ключевого участка лесостепи Присалаирья, обладающая высокой степенью достоверности, может быть использована для территории Присалаирья в целом.

Теоретическая и практическая значимость. Обоснование комплексного бонитировочного и почвенно-экологического подхода для оценки сельскохозяйственных земель, подверженных эрозионным процессам, вносит вклад в развитие общей системы почвенно-экологической оценки сельскохозяйственных земель. Агроэкологическая группировка может быть использована при разработке принципов региональных систем земледелия и решении прикладных задач управления земельным фондом.

Защищаемые положения:

1. Бонитировочный и почвенно-экологический подход к оценке почвенного покрова является необходимой основой для оценки почв агроландшафтов лесостепи Присалаирья.

2. Агроэкологическая группировка почв, соответствующая принципам адаптивно-ландшафтных систем земледелия, позволяет провести рациональное почвенно-экологическое зонирование территории.

Публикации и апробация работы. Материалы диссертации доложены на Международной конференции «VIII Докучаевские молодежные чтения» (Санкт-Петербург, 2005), Всероссийской научной конференции «Почвы Сибири - прошлое, настоящее, будущее» (Новосибирск, 2010), Всероссийской конференции с международным участием «Современные проблемы генезиса, географии и картографии почв» (Томск, 2011), Всероссийской научной конференции XV Докучаевские молодежные чтения «Почва как природная биогеомембрана» (Санкт-Петербург, 2012). По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 3 в журналах, входящих в «Перечень...» ВАК РФ.

Структура диссертации. Диссертация изложена на 127 страницах, включает введение, 6 глав, выводы, список литературы из 153 наименований, иллюстрирована 16 рисунками, 13 таблицами и имеет приложение.

Личный вклад автора: Изучение почв и почвенного покрова в полевых условиях, отбор образцов, анализ и интерпретация полученного материала, обобщение и опубликование результатов исследования.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю к.б.н., с.н.с. Л.Ю. Дитц за всестороннюю поддержку

в выполнении диссертационной работы, д.б.н., профессору [В.А. Хмелеву| за ценные советы и консультации, а также сотрудникам лаборатории почвенно-физических процессов ИПА СО РАН за помощь в проведении полевых и лабораторных исследований.

ГЛАВА 1. СТЕПЕНЬ ИЗУЧЕННОСТИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ПРИСАЛАИРЬЯ

1.1. Изученность почвенно-эрозионного состояния территории исследований

Изучению почвенного покрова Присалаирья посвящено большое количество работ. Еще в конце позапрошлого века И.П. Выдригин и З.Р. Ростовский [1899] совершили крупную экспедицию по Томской губернии. Начиная с 1908 г. Сибирь посещают почвенно-ботанические экспедиции К.Д. Глинки. В этот период были выделены основные закономерности почвообразования этого района. Почвенный покров Присалаирья изучался Кузнецко-Барнаульской экспедицией в 1931 г., в результате которой было дано общее представление о почвенном покрове Присалаирья с подробным описанием основных типов почв и их химической характеристикой [Неуструев, 1977].

Позднее география и генезис почв Правобережья Новосибирской области изучался К.А. Кузнецовым [1946]. Именно он установил, что основной фон почвенного покрова составляют серые лесные почвы, формирующиеся под березовыми лесами.

Большая роль в изучении почвенного покрова Предсалаирской дренированной равнины принадлежит отделу почвоведения Биологического института с 1961 г., а впоследствии - лаборатории эрозии почв Института почвоведения и агрохимии под руководством А.Д. Орлова [Орлов, 1971; 1974; 1983]. Сотрудниками лаборатории эрозии почв A.A. Танасиенко, С.Р. Ковалевой, Реймхе В.В., А.Ф. Путилиным и др. были опубликованы тематические сборники и ряд монографий, посвященных почвенно-эрозионным проблемам [Путилин, 1988; 2002; Реймхе и др., 1989; Танасиенко, 1992; 2003; Ковалева, 1992; Танасиенко, Путилин, 1990; Танасиенко и др., 1997]. Вопросы трансформации почвенного покрова под влиянием антропогенных факторов в условиях интенсивного использования земельных ресурсов остаются актуальными и в настоящее время. Эволюция

серых лесных почв Присалаирья связана с общими голоценовыми климатическими циклами [Хмелев, 1978]. Серые лесные почвы прошли длительный путь развития, основные моменты которого связаны с характером взаимоотношений между степной и лесостепной растительностью и их неодинаковым воздействием на почву. Существовали разные версии формирования серых лесных почв; лишь в 1930 г. И.В. Тюрин пришел к выводу, что лесостепные почвы являются переходным образованием от подзолистых почв к черноземам и несут ослабленные признаки этих типов. Серые лесные почвы по совокупности морфологических признаков и свойств занимают переходное положение от дерново-подзолистых почв южно-таежной подзоны к черноземным почвам лесостепи [Ковда, 1973]. Для серых лесных почв характерно наличие двух ведущих процессов, которые определяют их морфологические особенности и основные свойства. Первый из этих процессов - процесс оподзоливания -возникает под пологом леса и связан с воздействием на толщу почв, особенно на минеральный ее субстрат, нисходящих токов влаги, значительно обогащенной кислыми продуктами разложения растительных остатков. В результате этого происходит перемещение вниз по профилю, а часто и за его пределы, образующихся в процессе почвообразования растворимых не только органических соединений, но и многих минеральных компонентов почвы (особенно соединений железа, алюминия, кальция и магния) [Хмелев, Танасиенко, 2009].

Второй процесс, гумусово-аккумулятивный - противоположный первому по своей направленности, связан с аккумулирующей деятельностью травянистой растительности, которая обогащает верхний слой почвы гумусом, азотом и зольными элементами. В зависимости от степени участия и продолжительности воздействия древесной и травянистой растительности и степени окультуренности (в условиях сельскохозяйственного освоения) образуются серые лесные почвы, в разной степени гумусированные и

оподзоленные. Эти два главных признака положены в основу подтипового деления серых лесных почв [Почвы..., 1966].

1.2. История изучения почвеино-экологической оценки сельскохозяйственных земель

Основные этапы развития оценки почв и земель в России. Ведущие специалисты по оценке земель и плодородия почвенного покрова [Карманов и др., 2002] в истории земельной оценки в России выделяют ряд наиболее важных этапов, характеризующих кардинально меняющиеся социально-экономические условия в стране, которые резко изменяли отношение к проведению оценочных работ.

Период до Октябрьской революции в основном характеризуется созданием Кадастра Министерства государственных имуществ (1833-1867 гг.), в котором определение различия в качестве земель проводилось, главным образом, для целей налогообложения. Работами основоположника генетического почвоведения В.В. Докучаева исследования по оценке почв и земель были подняты на качественно новый уровень.

В советский период, начавшийся после Октябрьской революции и приведший к радикальной смене общественно-экономической формации, земельный рынок прекратил свое существование. В СССР земельно-оценочные работы не проводились практически до 1955 г., когда, в связи Постановлением ЦК КПСС об изменении порядка планирования в сельском хозяйстве, было получено задание МСХ СССР по проведению бонитировки почв (была создана специальная комиссия во главе с Почвенным институтом им. В.В. Докучаева). Результатом работ, проведенных под руководством академика С.С. Соболева, стала предварительная бонитировочная шкала плакорных почв СССР [Соболев, Малышкин, 1958; Соболев, Полянский, 1965]. Причем были составлены шкалы поправочных коэффициентов по гранулометрическому составу и степени смытости почв. В рамках задач Государственного земельного кадастра, определенных в 1969 году, этот этап почвенно-бонитировочных исследований в нашей стране ознаменовался

широкомасштабными исследованиями на уровне республик, краев и областей [Тайчинов, 1968; 1971; Гаврилюк, 1974; Тюменцев, Попов, 1975; Щербинин, 1985 и др.]. Земли краев и областей РСФСР были оценены по продуктивности основных сельскохозяйственных культур и валовой продукции (в баллах). Денежная оценка земель не проводилась. Методика денежной оценки почв впервые в стране была разработана И.И. Кармановым [1989; 1990], а также Л.Л. Шишовым и др. [1987; 1991]. В денежном выражении были оценены все почвы страны с учетом их деградации и негативных особенностей, были даны предложения о дифференциации платы за землю.

На современном этапе развития земельных отношений в условиях рынка, проблема оценки почв и земель приобрела качественно иное значение: особый упор делается на детализацию финансовой стороны оценочных мероприятий. В целях реализации Постановления Правительства «О государственной кадастровой оценке земель» [1999] была разработана Методика государственной кадастровой оценки сельскохозяйственных угодий РФ [2000], основанная на доходности земель, согласно которой была определена кадастровая стоимость 1 га сельскохозяйственных угодий в среднем по стране. Особо следует отметить, что в 1999-2001 гг. в Почвенном институте им. В.В. Докучаева совместно с Роскомземом была разработана новая система оценки почв, основанная не только на их продуктивности, но и на учете запасов гумуса и подвижных элементов питания растений. Подобная система оценки почв разработана впервые и не имеет прямых аналогов в России и за рубежом. Она позволяет боле точно определить ценность почв как природного ресурса и стоимость земель как средства производства.

Основные методологические положения бонитировки почв на агроэкологической основе. Бонитировка почв относится к числу наиболее актуальных и сложных проблем почвоведения. Несмотря на множество исследований, посвященных данной тематике, многие ее аспекты остаются дискуссионными, что обусловливает существование различных подходов в

решении данной проблемы. Имеется большое количество работ, направленных на разработку и теоретическое обоснование методологических и методических принципов бонитировки почв с использованием агроэкологических подходов.

Бонитировка почв выступает естественнонаучной основой экономической оценки земель и земельного кадастра в целом, поэтому методика ее проведения должна быть единой для территории всей страны, с тем, чтобы обеспечить достоверность и сопоставимость сведений количественного учета и качественной оценки земель. Вместе с тем бонитировка почв - это метод определения почвенного плодородия, главной задачей которого является оценить в баллах качество почв и величину их потенциального плодородия. Поскольку предметом оценки почв является их плодородие, то в качестве почвенно-бонитировочных критериев приняты именно те показатели, которые характеризуют способность почв обеспечить растения необходимыми условиями развития. К таким показателям относятся запасы гумуса и содержание доступных растениям форм азота, фосфора и калия. При проведении почвенно-бонитировочного обследования следует учитывать тот факт, что, имея достаточное количество питательных элементов, почва может обладать неблагоприятными для развития растений свойствами (солонцеватость, кислотность, неблагоприятный водный режим и др.), что может резко снизить их качество как средства сельскохозяйственного производства. Данные неблагоприятные свойства могут быть оценены с помощью поправочных коэффициентов.

Особую роль в проведении бонитировки играет также необходимость комплексного изучения элементов природной среды, то есть запасы питательных веществ в почве необходимо рассматривать в тесной связи с такими факторами, как климат, рельеф и гидрологические условия, что в конечном итоге непременно сказывается на урожайности сельскохозяйственных культур [Гаврилюк, 1974; Востокова, Якушевская, 1979]. Также необходимо отметить, что на местном уро�