Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Почвенное разнообразие и его значение в охране почв приморских ландшафтов Терско-Кумской низменности

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Почвенное разнообразие и его значение в охране почв приморских ландшафтов Терско-Кумской низменности"

на правах рукописи

ПАЙЗУЛАЕВА РАГИМАТ МАХМУДОВНА

Почвенное разнообразие и его значение в охране почв приморских ландшафтов Терско-Кумской низменности

03.00.27 - почвоведение

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ростов-на-Дону 2005

Работа выполнена в лаборатории биопродуктивности ландшафтов При каспийского института биологических ресурсов ДНЦ РАН

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Залибеков З.Г.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Вальков В.Ф.

кандидат сельско-хозяйственных наук, Цвылев Б.М.

Ведущая организация: Дагестанский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской сельско-хозяйственной академии

Защита диссертации состоится 19 ноября 2005 года в 13 часов на заседании дис сертационного совета Д 212.208.16 по биологическим наукам в Ростовском го сударственном университете, аудитория 205 (344006, г. Ростов -на- Дону, ул. Б Садовая, 105, РГУ, биолого-почвенный факультет, аудитория 205).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Ростовского государственного университета (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская 148).

Автореферат разослан «/У» (Ш^Шгш г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.б.н.

Кравцова Н.Е.

Общая характеристика работы

Актуальность исследований. Территория подверженная затоплению-исушению от 1 года до 10-15 лет в пределах Российского побережья Каспия занимает более 7 млн. га, а косвенное влияние охватывает значительно большие площади. В пределах исследованной территории описаны известные типы, подтипы почв, и их изменчивость во времени и пространстве, и физико-химические свойства.

Важное значение имеют выделенные почвенные образования представляющие разрушенную часть почвенного покрова под влиянием морских потоков - педолиты и литоседименты. Педолиты отличаются присутствием органической части с признаками наземного почвообразования. Литоседименты представляют непочвенные образования, испытывающие процессы физического выветривания. Данные образования изучены в настоящее время не достаточно, в связи с этим исследование этой проблемы весьма актуально.

Цель и задачи исследований:

Целью исследований является изучение современных процессов, определяющих циклический характер развития почв и их разнообразия в приморских ландшафтах, подверженных затоплению, иссушению, остепнению.

Для изучения современных процессов, определяющих развитие почв, решались следующие задачи:

1. Выявить диапазон колебания продолжительности цикла, способствующего формированию типичных представителей общепринятых классификационных единиц;

2. Определить почвенные образования недостигающие стадии зрелости в формировании вертикальных горизонтов, но функционирующие в природе;

3. Составить систематический список почв и их разнообразия по засолению, эрозии, заболачиванию, олуговению. Определить градацию развития почвенных процессов в диапазоне общеизвестных классификационных единиц.

4. Выявить общие и частные закономерности динамики цикличности формирования непочвенных образований, переход от лугового и лугово-болотного к степному и пустынному режимам с выявлением стадий антропогенной деградации.

Положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности изменения разнообразия и ресурсоведческого потенциала почв прибрежных ландшафтов в условиях периодического затопления-иссушения под влиянием изменяющегося уровенного режима Каспия.

2. Динамика пространственной дифференциации профиля почв и сменяемости их контуров по циклам непрерывного почвообразования.

3. Основные направления эволюции почв и их разнообразие в зависимости от продолжительности процессов затопления - иссушения; характеристика непочвенных образований временно-функционирующих по стадиям непрерывного почвообразования.

4. Предложения по созданию особо охраняемой природной зоны временно функционирующих и исчезающих почв; основные критерии составления «Красной книги охраняемых почв Я"|}ВДичненныА ибиазовиний и учетной карточки для ценных временно суш хтвующхБОчмннш* Съектов».

Научная новизна исследований. Впервые представлены региональные аспекты почвообразования территорий, подверженных затоплению, определяющих общий рисунок земли. Характеристика поверхностных отложений, включая не достигшие стадии зрелости, в диапазоне с продолжительностью от сезонной до вековой цикличности. Определены физико-химические параметры почвенных образований, пути увеличения и уменьшения разнообразия, формирующихся в циклах когда прерывается почвообразование до формирования вертикальных горизонтов и профильной их дифференциации.

Практическая значимость. Представляются данные, характеризующие почвенный покров затопляемых территорий для охраны как заповедного участка. При этом будут описаны параметры профиля почв и непочвенных образований, их диагностика и способы выделения в картографических материалах.

Учитывая разнообразие почв в условиях продолжительности непрерывного почвообразования более 50-100 лет планируется представить оптимальные пастбищные нагрузки в целях рационального использования и воспроизводства кормовых ресурсов.Составлены схематические почвенные планы по ключевым участкам, установлены различные стадии формирования почв и непочвенных образований; определено влияние продолжительности межзатопляемого периода на динамику изменения разнообразия почв и функциональной организации почвенных горизонтов. Все это является основой для характеристики почвенного покрова участков при выделении их заповедных сохраняемых территорий.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на: Межрегиональном совещании по проблемам борьбы с опустыниванием в южных регионах России, г. Волгоград, НИАЛМИ, 2003 г; Международной научной конференции «Почвы аридных регионов мира, их динамика и разнообразие в условиях опустынивания» Махачкала, 2004; Теоретическом семинаре лаборатории биологической продуктивности ландшафтов ГТИБР ДНЦ РАН по проблеме «Изучение закономерностей проявления процессов аридной деградации в Прикаспийской низменности», Махачкала, 2004 г.

Структура и объем диссертации. Объем диссертации 145 страницы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы. Список литературы включает 103 наименования, в том числе 6 на иностранном языке.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы, общим объемом 1,25 п.л., личный вклад - 65%.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Особенности природные условий Терско-Кумской низменности

В данной главе рассматриваются природные условия региона в порядке их оценки и характера влияния на почвообразование с учетом местных и региональных особенностей.

Терско-Кумская низменность расположена на севере Республики Дагестан в пределах юго-западного сектора Прикаспийской низменности с абсолютными отметками высоты от минус 22 до 28 м ниже уровня мирового океана. Характерной чертой рельефа является различие в геоморфологии центральной и приморской частей, вызванные господством в центральной ее части аллювиального, а в периферийной - приморского типов рельефообразования.

Терско-Кумская низменность расположена в пределах континентальной области Северокавказко-Азиатского района. Общей чертой климата является континентальность, степень ее выраженности которая усиливается с юго-запада на северо-восток.

Терско-Кумская низменность сложена мощной толщей пород от палеозойских до современных включительно. Одним из главных факторов разнообразия почв и ландшафтов является пестрота и частая сменяемость почвообразую-щих пород в пространстве (табл.1). Почвообразующие породы представлены дельтово-аллювиальными отложениями различного гранулометрического состава, распространены преимущественно в прибрежной части вдоль береговой линии Каспийского моря. Ширина активной береговой полосы в различных участках колеблется от 10-15 до 30-40 км.

Таблица 1

Разнообразие почвообразующих пород

Название пород Происхождение Приуроченность по высотным отметкам, м

Дельтово-аллювиальные Речные, морские -26,0 - 22,0

Аллювиальные Морские -23,0 - 20,0

Песчаные седиментацион-ные Материковые -18,0-15,0

Современные речные Наносы рек +50 до -25

Антропогенные Нарушенные разработками полезных ископаемых земли Повсеместно

Однородные элювиальные Элювий предгорий 0-50

В Терско-Кумской низменности встречаются пустыненные степи, которые отличаются присутствием в травостое как степных видов, так и пустынных элементов фитоциноза. В полупустынных сообществах главными ценозообразова-телями являются эфемерово-полынные сообщества, в подчиненном положении в травостое находятся степные виды - бородач, житняк, ковыль волосатик. Тип пустынных растительных сообществ обуславливается высокой засоленностью почв; степные сообщества - гранулометрическим составом почв и элементами мезорельефа.

Основным фактором, влияющим на динамику изменения поверхности и компонентов экосистем, является колебание уровня Каспийского моря. Главными признаками изменения уровня Каспийского моря являются:

1. Глубинные тектонические процессы вызывающие значительные колебания уровня Каспия.

2. Усиленная подпитка моря глубинными напорными водами, проникающими через тектонические трещины дна.

3. Увеличение подземного стока и поступающего из сопредельных территорий с усилением процессов гидрогеологического направления.

4. Процессы тектонического сжатия дна моря, создающие условия «выжимания» из донных пластов параллельно с сокращением их площади значительной водной массы.

Изменение уровня морской воды влечет за собой движение морских потоков, разрушающих почвенный покров прилегающих территорий. В межзатоп-ляемый период осушаются прибрежные территории, где возобновляется развитие постгидрогенных почв, существенно отличающихся от разновидностей, занимавших данную территорию до затопления.

В настоящее время выросла роль антропогенного фактора. Научно-технический прогресс, увеличение численности населения и связанный с ними рост потребностей в производстве разного рода биологической продукции привели к коренным изменениям в структуре, составе и распределении функционирующих и техногенно-нарушенных площадей почв. Влияние хозяйственной деятельности человека проявляется в изменении морфологических и физико-химических свойств почв и функционирующих их площадей, обладающих биологической продуктивностью.

Основные направления хозяйственной деятельности человека в данном регионе: а) выпас скота в режиме, различающемся по плотности поголовья на единицу площади; б) планировка рельефа путем переноса землистой массы с целью строительства дорог и жилых комплексов; в) проведение фитомелиораций; г) закладка артезианских скважин и использование их ресурсов.

Полевые исследования проводились закладкой геоморфологических профилей от уреза воды в направлении к центральной части региона. Закладка почвенных разрезов осуществлена с отбором образцов почв, пород и грунтовых вод. Составлены почвенные карты ключевых участков в детальном масштабе, применяя общепринятые методы картирования. Химические анализы почв провели по общепринятым методикам (Аринушкина, 1970).

Глава 2. Почвенный покров

2.1. Основные тенденции изменения почвенного покрова во времени и пространстве

Тип каштановых почв является зональным и формируется в условиях отсутствия грунтового и поверхностного увлажнения. Согласно имеющимся данным (Зонн, 1940, 1978, 1983; Солдатов, 1956, 1959; Керимханов, 1976; Мирзоев, 1978; Залибеков, 1991, 1995), каштановые почвы представляют дальнейшую стадию остепнения луговых, лугово-степных комплексов и представлены в данном регионе подтипом светло-каштановых почв.

Преобладают светло-каштановые карбонатные, солонцеватые, луговые и лугово-болотные почвы и солончаки. Небольшими массивами представлены песчаные почвы. Общей чертой почвенного покрова является высокое содержание солей в верхнем метровом слое и широкое распространение солонцеватых разновидностей. Засоленные почвы занимают значительную территорию, что объясняется влиянием сухого, жаркого климата, засоленностью пород и минерализацией грунтовых вод. Другая особенность почвенного покрова - комплексность, выражающаяся в частой смене разновидностей почв, отличающихся по гранулометрическому составу и содержанию солей.

Лугово-каштановые почвы представлены карбонатными, солончаковыми родами и характеризуются относительно высоким содержанием солей. Преобладает сульфатное или хлоридно-сульфатное засоление.

Луговые почвы подразделяются на солончаковые и аллювиальные, формируются в условиях дополнительного грунтового и поверхностного увлажнения. Луговые солончаковые почвы содержат значительное количество солей, максимум которых приурочен к толще 60-80 см. Луговые аллювиальные почвы распространены в прирусловой части поймы р. Кума и ее притоков и на участках, прилегающих к временным водотокам. Характерной особенностью их морфологии являются слоистое строение профиля и широкий диапазон колебания их мощности.

Солончаки формируются здесь на элементах микрорельефа, занимая относительно низкое гипсометрическое положение. Для солончаков характерно засоление с поверхности. Солончаки луговые широко распространены в северовосточной части рассматриваемого региона. Формируются при залегании грунтовых вод до глубины 1.5-2.5 м. в условиях выпотного типа водного режима.

Изменение разнообразия почвенного покрова и его динамика отражают общие закономерности, формирующиеся под влиянием факторов почвообразования. Нами изучены тенденции развития почвенного покрова и его разнообразие под влиянием: 1) прямого и косвенного действия уровенного режима Каспийского моря; 2) климатических изменений в условиях увеличения антропогенных нагрузок в региональном масштабе.

2.2. Закономерности изменения разнообразия и ресурсоведческого потенциала почв

Учитывая динамичность изменения физико-географических условий региона, нами проведены исследования в Терско-Кумской низменности, прибрежная часть которой характеризуется многообразием почв и непочвенных образований, формирующихся под влиянием процессов затопления, подтопления и иссушения. Определяющую роль здесь играют периодически повторяющиеся циклы подъема и понижения уровня морской воды, ограничивая во времени продолжительность непрерывного почвообразования.

Проблема изучения почвенного разнообразия (ПР) возникла в последние годы, и в этой связи ощущается острый недостаток методических разработок. Учитывая это обстоятельство, исследования осуществлены с применением общепринятых картографических и аналитических методов. Для определения исходного состояния почв использованы результаты исследований C.B. Зонна (1933, 1934) и В.В. Егорова (1959, 1983), проведенных в регионах Прикаспийской низменности. При изучении закономерностей изменения ПР и определении систематических групп разнообразия (подводных, наземных, переходных вариантов) основополагающее значение имели результаты работ, выполненных коллективом почвоведов МГУ под руководством Г.В. Добровольского (1975, 1979),

A.Б. Салмановым (1979), С.У. Керимхановым (1989). Пространственные характеристики почв и непочвенных образований выявлены с применением методических подходов, разработанных В.И. Фридландом (1986) для изучения структуры почвенного покрова. Мелиоративные, эрозионные свойства почв и их разнообразие, а так же динамика уровенного режима Каспия, охарактеризованы с привлечением данных М.А. Баламирзоева, Э.М-Р. Мирзоева (1975, 1995),

B.И. Сурмачевского, В.О. Омарова, Б.Д. Тагирова (1998) и других авторов.

Многообразие стадий формирующихся почв и непочвенных образований, физико-химические и биологические особенности их подчеркивают приоритет-

ный характер изучения ПР приморских ландшафтов. Необходимость такой постановки вопроса иллюстрируется увеличением частоты сменяемости затопления - иссушения, изменением роли фактора времени в продолжении непрерывного почвообразования. Чем чаще повторяются циклы во времени, тем меньше сохраняются площади наземных почв с типичными свойствами, и тем крупнее размеры территорий со слаборазвитыми (новообразованными) почвами и непочвенными образованиями.

Разнообразие почв, непочвенных образований и трансформация по стадиям эволюции систематизированы по следующим признакам:

1. Элементарные седиментационные слои способствующие образованию: а) педогенеза - с дифференциацией органогенных горизонтов; б) литогенеза с выделением слоев различного гранулометрического состава без органогенной дифференциации.

2. Формирование педолитов с неравномерно расположенными в профиле слоями, прослойками отложений.

3. Слоистые образования литогенной трансформации с формированием ли-тоседиментов.

С увеличением частоты циклов затопления уменьшается продолжительность периода формирования почв. Чем чаще повторяются циклы во времени, тем меньше площадь почв с типичными свойствами, и тем больше площадь территории, занятой слаборазвитыми (с новыми признаками) почвами и непочвенными образованиями.

Основным фактором формирования ПР и непочвенных образований является влияние уровенного режима Каспия - затопления, подтопления приморских ландшафтов с одной стороны и их иссушения с другой. В береговой полосе формируется территория особого режима периодически сменяющихся процессами затопления <-> иссушения (табл. 2).

Таблица 2

Периодичность затопления и продолжительность непрерывного почвообразования в прибрежных ландшафтах Терско-Кумской низменности

№ Повторяемость затопления Продолжительность непрерывного почво-образо-вания, год Высотные отметки зоны затопления, м Происходящие изменения

1 2 3 4 5

1. Очень частая Минимальная 1-5 Нижняя полоса интенсивного затопления, примыкающая к урезу воды <28,0 Смена морских экосистем наземными. Примитивное почвообразование. Максимальное разнообразие почв и непочвенных образований

2. Стабильная частота Средняя 5-15 Центральная часть полосы интенсивного затопления, минус 28,0-27,0 м Развитие наземных экосистем и почв, уменьшение соотношения площадей непочвенных образований

1 2 3 4 5

4. Редкая Максимальная 2550 Полоса угасания процессов затопления минус 26,0-25,0 м Стабилизация лугово-степного почвообразования. Формирование почвенного разнообразия с общепринятыми диагностическими признаками

5. Очень редкая Стабильно-максимальная 50100 и более Верхняя периферийная часть полосы угасания процессов затопления минус < 25 м Переход к степному, полупустынному типам почвообразования

Учитывая влияние водного фактора и различий в продолжительности периодов смены иссушения-затопления разработаны градации, характеризующие динамику изменения свойств почв и непочвенных образований в зависимости от гипсометрии территории и педогенного преобразования обложений. В 1989-1993 гг. приморская полоса Терско-Кумской низменности была затоплена, максимальная площадь достигла размеров, характерных столетнему циклу динамики затопления. В этом диапазоне укладываются периоды полувековые, многолетние, среднегодовые, годовые с убывающей продолжительностью периода затопления. С увеличением продолжительности межзатопляемого периода уменьшается степень влияния морской воды на почвенные процессы. Приведенная характеристика почв и непочвенных образований по выделенным стадиям позволила определить общие черты формирования ПР и эволюции почв региона. С этой целью закартированы ключевые участки площадью 10 га (200x500 м) в типичных условиях, характеризующих различия в продолжительности непрерывного почвообразования (рис. 1)

Легенда детальных почвенных карт «ключевых» участков к рисунку 1

Цифровой индекс Ключевой участок - А Ключевой участок - В

Почва и непочвенное образование контуры Почвы и непочвенное образование контуры

Кол-во площадь Кол-во площадь

га % га %

1 Луговая слоистая слаборазвитая 2 0,80 8,0 Лугово-каштановая слоистая 3 4,40 44,0

2 Луговая солончаковая 5 0,20 2,0 Луговая упорядо-ченно-слоистая 4 1,90 19,0

3 Луговая упорядоченно-слоистая 6 1,50 15,0 Луговая слоистая солончаковатая 4 0,35 3,5

4 Луговая слаборазвитая 3 2,1 21,0 Луговая слоистая слаборазвитая 1 1,25 12,5

5 -//- слоистая 3 3,20 32,0 Луговая неяснос-лоистая 4 0,70 7,0

6 Лугово-болотпая 3 0,25 2,5 Педолиты однородные 2 0,80 8,0

7 Лугово-болотная слаборазвитая однородная 3 1,0 10,0 Луговая болотная слаборазвитая 1 0,60 6,0%

8 Псдолиты неяснослоистые 2 0,25 2,5 ... - - -

9 Лигоседаметы слоистые 2 0,65 6,5 ... - - -

10 Болотная 3 0,2 2,0 ... - - -

11 Заболоченные участки 3 0,03 0,3 ... - - -

Всего 35 10,0 100,0 19 10,0 100,0

Ключевой участок - С Ключевой участок - Д

1 Лугово-каштановая карбонатная 1 5,7 57,0 Светло-каштановая солонцеватая 1 0,87 8,7

2 Лугово-каштановая солончаковая 5 2,30 23,0 Светло-каштановая сяабсвродированная 2 1,80 18,0

3 Лугово-солончаковая 6 0,90 9,0 Светло-каштановая эродированная 4 2,03 20,3

1 2 3 4 5 6 7 8 9

4 Луговая остаточно-заболоченная 2 1,11 11,1 Лугово-каштановая солончаковая 3 2,11 21,1

5 - - - - Лугово-каштановая солонцеватая 6 2,54 25,40

6 - - - - Пески движущиеся, местами бугристые 3 0,65 6,5

Всего 14 10,0 100,0 19 10,0 100,0

Согласно планам максимальное количество контуров приходится в варианте с продолжительностью цикла затопления 1-5 лет; максимальные размеры приобретают в варианте где продолжительность цикла затопления составляет 15-25 лет. Переход почвенного покрова к зональному ряду осуществляется в варианте с максимальной величиной цикла частоты затопления 25-50 лет и более.

Для выявления динамики изменения площадей почв и соотношения непочвенных образований проведен картографический учет с проложением маршрутов, начиная от береговой линии вглубь континентальной части, протяжен-

ностью более 25 км. Полученные данные (табл. 3) свидетельствуют о том, что территория, подверженная минимальной продолжительности непрерывного почвообразования занимает небольшую площадь - 65,0 тыс. га, что составляет 6,5% общей площади региона. С увеличением продолжительности межзатопляемого периода расширяется площадь функционирующих почв с последующим сохранением площадей непочвенных образований.

2.3. Изменение функционирующих площадей почв затопляемых территорий

По прогнозируемым данным к 2010 году затопленная площадь функционирующих в настоящее время почв увеличится более чем в 2 раза и составит 1,4 млн. га (при отметках затопления минус 25.0-25.5 м). Скорость затопления территории до 1991-1995 гг. составляла 64 тыс. га за 1 год. Наметившаяся тенденция стабилизации уровня моря в 1998-2000 гг. рассматривается как временное явление. Общепринятое предположение о подъеме уровня морской воды к 2010 году признается более реальным до отметок минус 25 м.

При изучении функционирующих площадей почв включены и педолиты (табл. 4), представляющие почвенные образования, формирующиеся при нерегулярной и кратковременной дифференциации стадий почвообразования.

Неоднородность ареалов объясняется миграцией водных растворов в поверхностном стоке и неупорядоченной повторяемостью сезонных, годовых циклов изменения уровня морской воды.

Полоса косвенного влияния затопления способствует формированию почв со стабильными и нестабильными свойствами почв. Прямое и косвенное влияние морской воды иллюстрируется схематическим изображением линии размещения почв по высотным отметкам на приморских ландшафтах. Значительное увеличение площади почв, подверженных косвенному влиянию затопления, связанно с развитием сгонно-нагонных явлений, распространяющихся в среднем на расстоянии 4-5 км от уреза воды. Цикличность их (сезонная, годовая, многолетняя) определяет степень устойчивости профильных признаков почв, ареалы которых простираются от берега во внутриматериковую часть региона.

2.4. Факторы почвенного разнообразия в Терско-Кумской низменности

Цикличность, изменчивость и динамический характер развития почв способствуют формированию естественного и антропогенного разнообразия включая и функционирующие режимы разновидностей почв. Разнообразие их, стабильность, продуктивность, как показатели естественно-исторического развития, частью изменились, частью исчезли, но значение почв в сохранении живой природы непрерывно возрастает. Расширяется спектр новообразуемых разновидностей почв и непочвенных образований, углубляются взаимосвязи и взаимодействия почвенного покрова с растительным и животным миром.

В отличие от других регионов Терско-Кумской низменности в прибрежной части формируется спектр почвенных образований, диагностируемых по стратиграфическому составу. Из локальных факторов формирования разнообразия почв определяющая роль принадлежит условиям рельефа, почвообразующим породам, полупустынному климатическому режиму и циклическим изменениям уровня Каспийского моря.

Таблица 3

Изменение площадей почв и непочвенных образований при разной продолжительности непрерывного почвообразования

Продолжительность непрерывного почвообразования Занимаемая площадь в регионе Примечание

Всего в регионе Почвы Непочвенные образования

тыс. га % от всей площ. региона тыс. га % от всей площ. региона тыс. га % от всей площ. региона

Минимальная, 1-5 лет 65,0 6,49 8,0 1,07 57,0 23,26 Расчетная площадь региона определена картографически 1,005 млн. га

Средняя, 5-15 лет 90,0 8,99 22,0 2,95 68,0 27,75

Вышесредняя, 15-25 лет 180,5 18,04 115,5 15,48 65,0 26,53

Максимальная, 25-50 лет 220,0 21,98 200,0 26,80 20,0 8,16

Стабильно-максимальная, 50-100 лет 445,0 44,47 410,5 55,02 35,0 14,28

Всего 1000,5 100,0 746,0 100,0 245,0 100,0

Вопросы изучения ПР прибрежной части Терско-Кумской низменности рассматриваются в качестве модельного объекта, где встречается огромное разнообразие природных образований отличающихся по возрасту и происхождению.

Методологической основой выполненных исследований явилось исполь-« зование детальных почвенных карт и планов с определением частоты встречае-

мости и количества ареалов классификационных единиц на уровне типов, подтипов и видов почв. Типовое и видовое разнообразие определяется общепринятой диагностикой, где признаки почв дифференцируются в 2 группы: природные и антропогенные. Такое подразделение основывается на учете стабильных различий, характерных типовым признакам, с одной стороны, и изменчивости видовых различий, с другой.

Изучение ПР, как фундаментальной проблемы целесообразно осуществить по отдельным направлениям: генетическое, экологическое, мелиоративное, агрономическое (табл. 5).

Таблица 5

Основные направления формирования почвенного разнообразия

№

Основные направления

Различия

Определяющие факторы

1

1. Генетическое Классификационные при-

2. Экологическое

3. Мелиоративное

4. Эрозионное

5. Техногенное

6. Гидрогенное

7. Агрогенное

знаки почв

Устойчивость, стабильность реально существующих почвенных образований Засоление, солонцеватость, слитизация

Ветровая и водная эрозия, седиментация

Загрязнение почв тяжелыми металлами, разработки полезных ископаемых Затопление, подтопление прибрежной полосы Каспия

Посевы, посадки сельскохозяйственных культур, освоение новых земель

Фоновый уровень воздействия факторов почвообразования

Охрана почв и создание мониторинга почвенного разнообразия Недостаточное увлажнение, бессточность рельефа, минерализация грунтовых вод

Климатические особенности, высокая антропогенная нагрузка

Минеральные удобрения, токсиканты по защите растений и животных Уровенный режим Каспийского моря, избыточное поверхностное и грунтовое увлажнение

Агротехника, почвообрабатывающие технологии

Изменение генетических, мелиоративных и эрозионных свойств типов и подтипов почв приводит к существенной перестройке выполняемых функций.

Это иллюстрируется тем, что биосферно-экологические функции почв и степень их изменчивости находятся в прямой зависимости от ПР и в этой связи необходимо определить какое количество почв функционирует в регионе.

При этом необходимо учесть эволюцию почв, т.е. переход отдельных типов почв гидрогенного ряда в автоморфный ряд. По разным оценкам в Терско-Кумской низменности, включая береговую полосу, функционируют более 10 типов и 50 подтипов почв, а видовое разнообразие по степени засоления, заболачивания, эрозии, солонцеватости достигает более 200. Циклически эти почвы меняют свое место функционирования отражая влияние смены процессов затопления-иссушения и изменений по степени подверженности к опустыниванию. Спектр функционирующих почв в статике (табл. 6) характеризует разнообразие на один из моментов эволюции почвенного покрова, т.е. момент времени проведения исследований.

Таблица 6

Статический аспект спектра типового разнообразия почв Терско-Кумской низменности

Почвы Фитомасса, син- Продолжительность ста-

тез/отчуждение дий почвообразования, годы

1 2 3

Болотные Активный < 10

Лугово-болотные То же То же

Аллювиально-луговые -II- 5

говые типичные -II- 10-20

Луговые солончаки Эквивалентный 20

Лугово-каштановые То же 50

Светлокашатновые со- Пассивный > 100

лонцеватые, Светлока-

шатновые карбонатные То же То же

Каштановые карбонат- -II- -II-

ные

Бурые пустынные -II- -II-

Солончаки -II- 50

Солонцы -II- 100

Солонцы-солончаки -II- > 100

Пески закрепленные Эквивалентный 10-20

-II- подвижные — —

Глава 3. Почвенное разнообразие и его определяющие факторы

3.1. Особенности формирования почвенного разнообразия

Основными факторами, определяющими почвенное разнообразие, являются засоление, эрозия, солонцеватость и степень выраженности грунтового, поверхностного увлажнения. Существенное влияние на почвенное разнообразие оказывают и свойства почв, гранулометрический состав, почвообразующие породы, содержание органического вещества и глубина залегания, минерализация грунтовых вод. Анализ природных факторов показывает, что ведущая роль при-

надлежит современному и остаточному соленакоплению, эрозионным процессам и процессам затопления-иссушения почв прибрежных ландшафтов Влияние засоления почв на их разнообразие приводит к увеличению числа таксонов по степени соленакопления с градацией по количественному содержанию солей - низкое, среднее, высокое, очень высокое.

Процессы ветровой эрозии обуславливают появление пыльных бурь, передвижение песков, седиментаций с образованием барханов различных форм и размеров. Разнообразие почв по степени эродированности приводит к формированию множества вариаций, отличающихся по степени выраженности пастбищной, ветровой и линейной эрозии.

Следующим фактором является солонцеватость, которая придает почвенному покрову большую пестроту и комплексность.

Почвенное разнообразие обуславливается природными процессами, имеющими специфический характер, и целесообразностью сохранения полного набора таксонов по засолению, эрозии, солонцеватости. Считаем необходимым ввести понятие о факторах, способствующих формированию положительных свойств и отрицательных, лимитирующих ресурсоведческий потенциал.

3.2. Классификация почв по степени засоления и эрозии

При динамическом развитии процессов иссушения и эолового переноса, и отсутствии процесса восстановления биологически активного слоя, разрываются связи между малым биологическим и большим геологическим круговоротами веществ, прекращаются биологические процессы, теряется общий потенциал наземных экосистем. На этой стадии появляются местные очаги односторонней дефляции и опустынивания. Процессы дефляции, иссушения и увеличения дефицита влаги обуславливают непрерывное уменьшение биопотенциала почв в двух аспектах.

Первый - увеличение физического песка в почвах автоморфного режима с аккумуляцией продуктов эолового происхождения. Вторым аспектом является изменение химических свойств почв и увеличение содержания в биологически активной части почвенного профиля легкорастворимых солей, главным образом за счет подтяжки их из породы и грунтовых вод.

Для определения критериев оценки разнообразия и классификации почв Терско-Кумской низменности приводятся количественные их показатели с учетом степени влияния факторов среды (табл. 7).

Таблица 7

Критерии оценки разнообразия почвенного покрова _Терско-Кумской низменности_

Критерии Характеристика критериев

1 2

Изменение генетических признаков: Слабое-до 1% год Среднее - до 2% год Сильное - более 4% год Скорость изменения состава почвенного покрова: типового уровня, сочетания почвенных признаков по степени засоления и солонцеватости

1 2

Комплексность: Низкая - до 10% Средняя -10-25% Высокая - более 25-50% Очень высокая - более 50% Процентное соотношение занимаемых площадей типами почв и разновидностями по засолению, солонцеватости к ареалу светлокаштановых почв

Степень засоления Низкое-до 25% Среднее - 25-50 % Высокое - более 50 % Показатель долевого участия солончаков в составе почвенного покрова

Эрозия - дефляция Слабая-10-15 % Средняя-15-25% Сильная - более 25 % Показатель отношения суммарных площадей ветровой и пастбищной эрозии к общей площади луговых и лугово-каштановых почв

Динамичность почв по засолению и эродированности Слабодинамичные - 0,5-0,8 Трансформация почв по засолению и эродированности за наблюдаемый период

Периодичность затопления Часто 1-5 лет Редко 50-100 Показатель стабильности затопляемой территории за период слежения

Периодичность иссушения, олуговения, остепнения Продолжительность циклов и их повторяемость: редкая, средняя, частая, очень частая

Миграция солей по профилю и их передвижение в отдельные сезоны года способствуют увеличению количества тксономических единиц, отличающихся по генетическим, мелиоративным, агропроизводственным свойствам. Высшая стадия соленакопления определяется как фактор формирования солончаков и спектра засоленных почв. Трансформация типов химизма состава солей породы при опустынивании автоморфных солончаков с неустойчивой однолет-несолянковой растительностью имеет следующую динамику: солончак авто-морфный —> рыхлая засоленная порода —* плотная засоленная порода.

В основу предлагаемой классификации и систематики почв положен принцип подразделения их на подтипы с учетом почвенно-климатической зональности и характера влияния процессов затопления-иссушения. При этом приводятся характеристики полнопрофильных, слаборазвитых почв и непочвенных образований, и их разнообразие по общепринятым классификационным единицам (табл. 8).

Таблица 8

Систематический список почв региона__

Тип Подтип Род Вид Разновидность

1 2 3 4 5

Каштановые 1 Каштановые 1. Обычные 1. По мощности По грану-

2 Светло-каштановые 2 Карбонатные гумусовых го- лометри-

3 Солонцеватые ризонтов А+В ческому со-

4 Солончаковые 2 По степени эро- ставу

5 Солончаковатые дированности

6 Осолоделые (слабо, средне и

7. Примитивные сильно)

1 2 3 4 5

Лугово-каштановые 1. Лугово-каштановые 2 Луговато-каштановые 1. Обычные 2. Карбонатные 3 Солонцеватые 4 Солончаковатые 5. Солончаковые 6. Слитые 7. Примитивные •II- -II-

Луговые 1. Луговые-поверхностно грунтового увлажнения. 2. Луговые грунтового увлажнения 1 Обычные 2 Карбонатные 3 Солонцеватые 4. Солончаковатые 5. Солончаковые 6. Слитые -II- -II-

Лугово-болотные 1. Лугово-болотные пере- гнойные 2. Лугово-болотные ило- ватые 1. Обычные 2 Карбонатные 3. Солонцеватые 4. Солончаковатые 5. Солончаковые -II- -II-

Солончаки 1. Типичные 2. Луговые 3. Соровые По глубине залегания солевого горизонта По характеру засоления: 1. Смешанного засоления 2 Хлоридного 3 Сульфатного -II-

Пески 1 Незаросшие (подвижные) 2. Слабозаросшие 3.СреДнеза-росшие 4. Заросшие -II-

Педолиты биогеохимиического -II- -II- -II-

Литоседименты геологического -II- -II-

3.3. Непочвенные образования и их разнообразие

Характеризуются не завершенностью естественных процессов из-за существенных различий в продолжительности периода непрерывного почвообразования. Выделяются следующие группы образований: педолиты и литоседименты.

Педолиты - им присущ своеобразный набор морфологических и физико-химических характеристик; подвержены воздействию почвообразовательных процессов, позволяющих отметить наличие признаков формирования органо-минеральных слоев.

Литоседименты - представляют непочвенные образования геологического происхождения, подверженные изменению под влиянием процессов физического выветривания и эолового осаждения. Представлены породами различного гранулометрического состава, чередующимся прослойками небольшой толщины. Их отличают следующие признаки: плотность, слоистость, гранулометрический состав и окраска, обусловленная составом слагающего материала.

3.4. Разнообразие почв по засолению

Засоленные почвы занимают значительную часть региона и характеризуются большим разнообразием и изменчивостью во времени и пространстве. В формировании разнообразия засоленных почв принимает участие комплекс факторов, влияние которых проявляется в локальном и региональном аспектах: климатические условия, засоленные породы, грунтовые и поверхностные воды и общая антропогенная нагрузка на единицу площади.

Источником накопления солей в почвах являются засоленные новокаспийские отложения глинисто-суглинистого гранулометрического состава и минерализованные грунтовые воды на глубине 1.0-1.5 м. Значительная роль в накоплении солей и их перераспределении принадлежит климату, характеризующемуся острым дефицитом осадков, значительной величиной испарения и высокими показателями среднемесячных температур летнего периода. Разнообразие засоленных почв региона обуславливается преимущественно хлоридно-сульфатным, хлоридным и сульфатным типами соленакопления при незначительной роли сульфатно-содового и содового засоления.

Приводимое разнообразие (табл. 9) охватывает разновидности засоленных почв, относящихся на уровне типа и подтипа. Последующие классификационные единицы дифференцируются в зависимости от характера и степени засоления, а также глубины залегания соленосных горизонтов.

Таблица 9

Влияние степени и характера засоления на разнообразие почв_

Степень засоления Тип засоления Классификационный уровень Сезонные изменения

Слабое Сульфатный хлорид-но-сульфатный Видовой Стабильные в слое 0-50 см.

Среднее Хлоридный, хлоридно-сульфатный, сульфат-но-хлоридный Видовой, подтиповой Стабильные в слое 0-100 см.

Сильное Хлоридный сульфат-но-хлоридный Подтиповой Нестабильные 0100 см.

Солончаки Хлоридный Видовой То же

Предлагаемая классификация использована в качестве основы изучения ПР в пределах освоенных и природных кормовых угодий Терско-Кумской низменности.

3.5. Влияние ветровой эрозии на разнообразие почв

Процессы эрозии в зависимости от факторов их формирования дифференцируются на плоскостную - смыв верхних горизонтов почвы и линейную - размыв глубинных горизонтов почвенного профиля. Разнообразие по степени эродированное™ на примере светлокаштановых почв Терско-Кумской низменности (табл. 10) показывает преобладающее значение различий формирующихся в мощности отдельных горизонтов почвенного профиля. Значительное развитие в регионе получили процессы денудации всего почвенного профиля, с одной стороны, и перенос почвенной массы с седиментацией на значительное расстояние, с другой.

Влияние эрозии на разнообразие почв проявляется по отдельным направлениям с разной интенсивностью. Сильная и очень сильная ветровая эрозия име-

ет значительное распространение в регионе, обуславливая разнообразие почв по мощности гумусовых горизонтов. Разрушение растительного покрова и увеличение частоты появления пыльных бурь и засыпки песком различных объектов хозяйственного назначения сопровождаются непрогнозируемыми последствиями.

Таблица 10

Классификационная основа разнообразия эродированных почв природных кормовых угодий Терско-Кумской низменности

Типы и подтипы почв Факторы разнообразия Градации разнообразия по степени выраженности пастбищной эрозии

Слабая Средняя Сильная Очень сильная

Каштановые Климатические 0-15 см гориз. А 0-25 см АВ АВС

Светлокаштановые Дефицит влаги 0-10 см гориз. А 0-20 см

Лугово-каштановые Климатические, дополнительное грунтовое увлажнение 0-10 см Гориз. А А+В ...

Солончаки типичные Засоленные почвообра-зующие породы 0-10 см — ...

Солончаки луговые Грунтовое увлажнение, минерализация грунтовых вод 0-50 см — ...

Солончаки пухлые — 0-10 см — ... ...

Пески закрепленные подвижные Климатические, дефицит влат и, ветровой режим Эоловое перемещение песков

Наибольший диапазон различий по ветровой эрозии характерен светло-каштановым почвам, где пестрота почвенного покрова определяется всей градацией, характерной эродированным почвам. Минимальный диапазон характерен солончакам типичным и солончакам луговым.

Из этого вытекает, что изучение характера влияния эрозии на разнообразие почв имеет значение в выявлении закономерностей распространения эрози-онно-опасных территорий и разработка рекомендаций по проведению природоохранных мероприятий.

Глава 4. Значение показателей разнообразия почв в разработке природоохранных мероприятий

Терско-Кумская низменность представлена многообразием почв, развитых в разной степени, и непочвенными образованиями различного происхождения.

Изученные почвы классифицированы по общепринятой систематике, где учтены новообразующие почвенные и не почвенные образования, которые описываются нами впервые. Вместе с тем, при таксономической группировке типов и подтипов предлагаемая характеристика дополнена новыми единицами, принципиально отличающимися от общепринятых классификационных единиц.

Основные отличия сводятся к выделению единиц - педолитов и литосе-диментов, являющихся продуктами, формирующимися при разных циклах затопления - иссушения территории в периоды трансгрессивно-регрессивной деятельности Каспия. ]

Временно функционирующие почвы циклически подвергаются разрушению в условиях аридной деградации и изменяющегося уровенного режима Каспия. Они являются незаменимыми объектами биосферы уникального значения. Пути сохранения их многоплановы и среди них особое место занимают следующие мероприятия:

1. Разработка «Положения» об охраняемых территориях с составлением классификационного списка почв в пределах изучаемого региона.

2. Составление «Красной книги» особо охраняемых почв и непочвенных образований.

3. Рекомендации по охране почвенного покрова и выделения ключевых территорий по разнообразию почв.

Основная цель предлагаемых рекомендаций восстановление устойчивости биосферы, природного разнообразия почв, непочвенных образований и ресурсо-ведческого их потенциала. Прибрежную полосу начиная от береговой линии рекомендуется сохранить как охраняемую зону с уникальными временно функционирующими и исчезающими почвами по отдельным сезонам и в течение года. Учитывая это положение, нами рекомендуется создание заповедника площадью 1000 га на территории Кочубейской биосферной станции, расположенной в северо-восточной части Терско-Кумской низменности.

Особая значимость выделения новых классификационных единиц, отражающих объективную картину временно существующих компонентов почвенного покрова, связана с составлением Красной книги ценных и исчезающих почв, ландшафтов и природных комплексов.

Составление Красной книги особо охраняемых почв и непочвенных образований.

Процессы разрушения, сноса и радикального изменения почв и ландшафтов в целом обуславливаются как антропогенными, так и природными факторами.

Поэтому изучение временно существующих почв и литогенных образований и выявление их роли в биосфере имеет актуальное значение. С этой целью нами предлагается создание «Красной книги почв прибрежных ландшафтов» в »

целях изучения почвенных и почвенно-литогенных образований на основе единых кршериев учитывающих их свойства в зависимости от продолжительности функционирования. В качестве основных критериев выделяются: возраст почв, определяющий их принадлежность к типам зонально-климатического ряда; цикличность характеризующаяся процессами затопления-иссушения; факторы разнообразия, связанные с природными и антропогенными условиями.

Рекомендации по охране почвенного покрова. Почвенный покров береговой полосы формируется в условиях разной продолжительности периода непре-

рывного почвообразования. Поэтому состав почвенного покрова определяется индивидуумами, свойствами которых определена незаконченностью циклов почвообразования. Здесь почвенный покров отличается наличием в его составе постоянно омолаживающихся образований в различной стадии их развития.

Омолаживающиеся почвы и почвенные образования характеризуются своеобразием морфологических, физико-химических свойств и в этой связи рекомендуется выделить их в качестве ценного почвенного объекта (ЦПО) по общепринятой форме, установленной для создания «Красной книги почв и экосистем». Учитывая это обстоятельство, составлена Учетная карточка по образцу, предложенному рабочей группы Докучаевского общества почвоведов РАН. Учетная карточка представляет экологический паспорт ЦПО с определенным перечнем вопросов.

ВЫВОДЫ

1. Выявлена роль подъема уровня Каспийского моря, как фактора смены наземной стадии почвообразования подводной стадией с активным развитием разрушительной силы морских потоков. Смена циклов подъема, стабилизации и понижения уровня морской воды и появления межзатопляемого периода приводят к образованию плоской почти безжизненной, осушенной поверхности, являющейся ареной наземных процессов почвообразования.

2. Установлено, что межзатопляемый период обуславливает непрерывное почвообразование, продолжительность которого зависит от частоты, повторяемости и смены морских экосистем мелководными, мелководно-болотистыми и осушенной поверхностью морского дна. Появление растительности на осушенных участках морского дна и развитие почвенных и непочвенных образований и соотношение их площадей зависят от продолжительности отдельных периодов затопления —> иссушения —» затопления.

3. По продолжительности межзатопляемый период делится: минимальной продолжительностью (1-5 лет) с формированием примитивной стадии почвообразования и максимального количества картографических выделов; средней продолжительностью (5-15 лет), где развиваются наземные экосистемы с примитивными луговыми, луговыми аллювиальными и болотными почвами; вышесредней продолжительностью (15-25 лет) обуславливает формирование разнообразия наземных экосистем и слаборазвитых луговых, лугово-болотных аллювиальных почв; максимальная продолжительность (25-50 лет) стабилизирует развитие лугового, лугово-степного стадий почвообразования с последующим увеличением картографических выделов, основная доля которых относится к категории общепринятых классификационных единиц, стабильно максимальная продолжительность (50-100 лет) характеризуется формированием почв степного полупустынного направления и их разнообразие образуется по степени засоления, эродированности, гумусированности, солонцеватости и полупустынного климатического режима.

4. Выявлены пути эволюции и формирования почвенного разнообразия по степени засоления, эрозии, олуговения и остепнения. В качестве определяющего фактора формирования разнообразия почв приморских ландшафтов в условиях изменяющегося уровня Каспийского моря выступает интервал времени от затопления до иссушения. Установлено, что наибольшее количество кар-

тографических выделов, образованных отложениями затопленных территорий, и наименьшее количество почвенных образований развиваются при минимальной продолжительности межзатопляемого периода. Увеличение продолжительности межзатопляемого периода (100 лет и более) приводит к эволюции живых организмов осушенных участков и смене их почвенным покровом, развивающимся под влиянием зональных факторов.

5. На основе выделенной новой классификационной единицы непочвенного происхождения (литоседиментов) и различий в составе почвенных и непочвенных образований определены границы, ареалы охраняемых территорий, составлен систематический список почв и кратковременно существующего многообразия поверхностных отложений. Для учета изменений, происходящих в структуре общей земельной территории разработаны формы учетных карточек охраняемых единиц, переданные природоохранным учреждениям.

6. Многообразие вариантов классификационных единиц почв и предшествующих стадий их формирования свидетельствуют о наличии неизученных, но кратковременно существующих (1-5 лет) образований на осушенных участках морского дна, подверженных воздействию антропогенных и природных факторов. Учет их роли в почвенных процессах и динамики изменения ареалов распространения представляет важный этап в изучении эволюции почв в динамическом аспекте.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Пайзулаева P.M. О биосферных функциях почв и опустынивание земель в Терско-Кумской низменности// Четвертая Всероссийская научно-практическая конференции студентов, аспирантов, докторантов и молодых ученых «Наука XXI веку»: Тезисы докладов,- Майкоп, 2003. - С. 201203 (100%; 0,012 пл.).

2. Залибеков З.Г., Пайзулаева Р.М Почвенное разнообразие приморских ландшафтов и их изменение под влиянием уровенного режима Каспия // Вестник Дагестанского научного центра РАН. 2004. № 18. - С. 39-47 (50%; 0,037 пл.)

3. Пайзулаева P.M., Залибеков З.Г.. О закономерностях изменения ресурсо-ведческого потенциала и разнообразии почв приморских ландшафтов // Почвенные и биологические ресурсы южных регионов России. Сборник научных трудов ПИБР ДНЦ РАН. - Махачкала, 2004. - С. 6-18 (50%; 0,54 пл.)

4. Пайзулаева P.M. Динамика изменения почвенного разнообразия в зависимости от стадий опустынивания// Почвенное разнообразие. Сборник научных трудов ПИБР ДНЦ РАН - Махачкала, 2005. - С. 24-28 (100%; 0,02 пл.)

Печать цифровая. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Формат 60x84/16. Объем 1,0 уч.-изд.-л.

Заказ № 673. Тираж 100 экз. Отпечатано в КМЦ «КОГШЦЕНТР» 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Суворова, 19, тел. 250.11.25

»20 3 99

РНБ Русский фонд

2006-4 19059

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Пайзулаева, Рагимат Махмудовна

ВВЕДЕНИЕ.

I. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ТЕРСКО-КУМСКОЙ НИЗМЕННОСТИ

И ИХ ОСОБЕННОСТИ.

1. Рельеф местности и геоморфология территории.

2. Гидрография.

3. Климатические условия.

4. Почвообразующие породы.

5. Растительность и животный мир.

6. Уровенный режим Каспийского моря и его роль в почвообразовании.

7. Хозяйственная деятельность человека.

II. ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ.

1. Об основных тенденциях изменения почвенного покрова во времени и пространстве.

2 О закономерностях изменения разнообразия и ресурсоведческого потенциала почв.

3. Динамика площадей функционирующих почв затопляемых территорий.

4. Изучение почвенного разнообразия Терско-Кумской низменности.

III. ПОЧВЕННОЕ РАЗНООБРАЗИЕ И ПРОЦЕССЫ ЕГО ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ.:.

1. Основные факторы формирования почвенного разнообразия.

2. Классификация почв по степени засоления и эрозии, как основа выявления почвенного разнообразия.

3 Непочвенные образования и их разнообразие.

4. Разнообразие почв по засолению.

5. Влияние ветровой эрозии на разнообразие почв.

IV. ЗНАЧЕНИЕ РАЗНООБРАЗИЯ ПОЧВ В РАЗРАБОТКЕ ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ.

1. Создание заповедной зоны для охраны почв прибрежных ландшафтов.

2. Составление красной книги особо охраняемых почв и непочвенных образований.

3. Рекомендации по охране почвенного покрова.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Почвенное разнообразие и его значение в охране почв приморских ландшафтов Терско-Кумской низменности"

Терско-Кумская низменность, как составная часть Прикаспийского региона расположена на юге Российской Федерации, где одновременно проявляются процессы затопления, подтопления - с одной стороны, опустынивания, остепнения - с другой. Сочетание их-в разных соотношениях создает многообразие природных условий, обуславливающие изменчивость, динамичность почвообразовательных процессов. Широкий диапазон формирующихся изменений охватывает почвы и непочвенные поверхностные образования, ареалы которых подвергаются изменению в пространстве и во времени, отражая общие закономерности трансгрессивно-регрессивной деятельности Каспия. При этом формируются специфические формы эволюционных преобразований почв, и перехода осушенных участков морского дна в разные категории суши.

Почвенное разнообразие изучаемого региона представляет основу определения и прогноза ресурсоведческого потенциала наземных экосистем, состояние которых в полной мере зависит от уровенного режима Каспия и процессов опустынивания и аридной деградации.

Циклический характер изменения уровня морской воды вносит существенные изменения в структуру, состав почвенного покрова на значительных площадях, где проявляется его прямое и косвенное влияние. При этом формируются различия в свойствах почв, функционирующих во времени и пространстве в самых разных диапазонах их продолжительности.

Почвенные и непочвенные образования1 продолжительностью функционирования вековой и полувековой цикличности затопления изучены достаточно подробно (светло-каштановые, лугово-каштановые, лугово-болотные, болотные), залегающие в приморской части рассматриваемого региона.

В то же время, те почвенные образования, функционирование которых ограничивается продолжительностью периода затопления - иссушения менее чем 10-15 лет, (многолетняя, годовая, сезонная) практически не изучены.

Почвенные образования малой продолжительности функционирования зачастую не изучены: не определены их ареалы, границы, разнообразие, трансформация, физико-химические свойства, классификационный уровень изменений.

Учитывая это обстоятельство, нами преследовалась цель: выявить почвенные и непочвенные образования, функционирующие в условиях наземного почвообразования продолжительностью от 1 до 10-15 лет. Это позволило выявить общую эволюцию развития почвенного покрова прибрежной территории с определением неизвестных ранее почвенных и непочвенных образований, их физико-химических и биологических свойств.

Актуальность этой проблемы заключается в том, что территория, подверженная затоплению-иссушению от 1 года до 10-15 лет, в пределах Российского побережья Каспия занимает более 7 млн. га, а косвенное влияние охватывает значительно большие территории. В пределах исследованной территории описаны известные типы, подтипы почв, их изменчивость во времени и пространстве, трансформация, эволюция и физико-химические свойства.

Важное значение имеют выделенные непочвенные образования представляющие разрушенную под влиянием морских потоков часть почвенного покрова - педолиты и литоседименты.

Педолиты отличаются присутствием органической части с преобладанием признаков наземного почвообразования. Профиль в верхней полуметровой толще по гранулометрическому составу однородный; по окраске пестрый, средне- и тяжелосуглинистый, сложен морскими осадками. Мощность профиля колеблется в пределах 40-120 см, осадки имеют органоминеральное происхождение, связанное с влиянием значительной массы остатков растительного происхождения.

Литоседименты представляют непочвенные образования, испытывающие процессы физического выветривания. Их происхождение и формирование связаны с кратковременными циклами затопления иссушения где отсутствуют периоды непрерывного почвообразования продолжительностью более чем 15-30 лет.

Задачи исследований:

Оценка современного состояния приморских ландшафтов имеет важное значение в охране почвенного разнообразия и выявлении их ресурсоведческого потенциала. Для изучения современных процессов определяющих развитие почв ставятся следующие задачи:

1) Выявить диапазон колебания продолжительности цикла, способствующего формированию типичных представителей общепринятых классификационных единиц; выявить также общие и частные закономерности динамики цикличности непочвенных образований. Выявить и описать стадии антропогенной деградации и их влияние на разнообразие почв.

2) Определить диагностические признаки почвенных и непочвеных образований, недостигающих зрелости в формировании признаков диагностирующих в природе;

3) Составить список разнообразия почв по засолению, эрозии заболачиванию, олуговению. Определить градацию развития почвенных процессов в диапазоне общеизвестных классификационных единиц.

Одновременно ставится задача выявить морфологические и физико-химические свойства тех образований, которые не охвачены общепринятой классификацией почв.

4) Составить систематический список почв и соответствующих им растительных сообществ, в том числе непочвенных образований, имеющих растительный покров.

Положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности изменения разнообразия 1 и ресурсоведческого потенциала почв прибрежных ландшафтов в условиях периодического затопления-иссушения под влиянием изменяющегося уровенного режима Каспия.

2. Динамика пространственной дифференциации профиля почв и сменяемости их контуров по циклам непрерывного п<?чвообразования.

3. Основные направления эволюции почв и их разнообразие в зависимости от продолжительности процессов затопления - иссушения; характеристика непочвенных образований временно-функционирующих по стадиям непрерывного почвообразования.

4. Предложения по созданию особо охраняемой природной зоны временно функционирующих и исчезающих почв; основные критерии составления «Красной книги охраняемых почв и непочвенных образований и учетной карточки для ценных временно существующих почвенных объектов».

Научная новизна

1. Впервые разработаны региональные аспекты почвообразования территорий, подверженных затоплению. Описаны поверхностные отложения, характеризующие смену ландшафтов под влиянием чередования циклов затопления-иссушения в диапазоне с продолжительностью от сезонной до вековой цикличности.

2. Впервые даны физико-химические параметры почвенных образований, формирующихся в кратковременных циклах, до оформления горизонтов и профильной их структуры, а так же динамика изменения разнообразия.

Практическая значимость

Представляются данные, характеризующие почвенный покров затопляемых территорий, для охраны как заповедного участка; описаны параметры профилей почв и непочвенных образований, их диагностика и способы выделения в картографических материалах.

В пределах формирования разнообразия почв в циклах с продолжительностью непрерывного почвообразования более 50-100 лет показана целесообразность создания оптимальных пастбищных нагрузок в целях рационального использования и воспроизводства кормовых ресурсов естественных пастбищ.

Публикации

1. Пайзулаева P.M. О биосферных функциях почв и опустынивание земель в Терско-Кумской низменности // Материалы четвертой всероссийской научно-прак. конференции студентов, аспирантов, докторантов и молодых ученых «Наука XXI веку», г. Майкоп. 2003. С. 201-203.

2. Залибеков З.Г., Пайзулаева P.M. Почвенное разнообразие приморских ландшафтов и их изменение под влиянием уровенного режима Каспия // Вестник Дагестанского научного центра РАН. № 18. 2004. С. 39-47.

3. Пайзулаева P.M. (в соавторстве). О закономерностях изменения ресурсоведческого потенциала и разнообразии почв приморских ландшафтов // Сб. научных трудов ПИБР ДНЦ РАН «Почвенные и биологические ресурсы южных регионов России» Махачкала. 2004 г. С. 618.

4. Пайзулаева P.M. Динамика изменения почвенного разнообразия в зависимости от стадий опустынивания. Сб. научных трудов Прикаспийского института биологических ресурсов «Почвенное разнообразие», 2005. С. 24-28.

I. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ТЕРСКО-КУМСКОЙ НИЗМЕННОСТИ и

ИХ ОСОБЕННОСТИ

Природные условия региона рассматриваются нами в порядке их оценки, как факторов почвообразования с учетом местных и региональных особенностей. При этом использованы опубликованные и фондовые материалы и результаты наших исследований, интерпретация которых осуществлена на основе принципов, разработанных основоположником научного почвоведения В.В. Докучаевым.

Терско-Кумская низменность, как составная часть Прикаспийского региона занимает значительную площадь на севере Дагестана, включая территорию общей площадью более 1,5 млн.га. В физико-географическом отношении территория находится в пределах юго-западного сектора Прикаспийской низменности с абсолютными отметками высот от 22 до 28 м ниже уровня мирового океана. В ландшафтном отношении она представляет типичную полупустыню, отличающуюся своеобразием условий, связанных с бесконечным чередованием понижений и сглаженных повышений, занятых разреженной пустынной и пустынно-степной растительностью.

На севере Терско-Кумская низменность граничит с Черными землями Калмыкии, на западе - со Ставропольской возвышенностью, на юге - с Терско-Сулакской низменностью. На востоке граничит со значительной протяженностью береговой линии Каспийского моря (Гусейнов, Алигаджиев, 1977). В рамках физико-географического районирования страны рассматриваемый регион относится к западной части Прикаспийской низменности.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Пайзулаева, Рагимат Махмудовна

Общие выводы

Формирование почвенного покрова и его разнообразие в Приморской полосе Терско-Кумской низменности происходит в условиях изменяющегося уровня Каспийского моря, что способствует образованию радикальных изменений в факторах почвообразования. Изучение этих изменений, их динамики и степени проявления во времени и пространстве позволили сделать следующие выводы:

1. Выявлена роль подъема уровня Каспийского моря, как фактора смены наземного почвообразования подводным с активным развитием разрушительной силы морских потоков. Смена циклов подъема, стабилизации и понижения уровня морской воды и появления межзатопляемого периода приводят к образованию плоской почти безжизненной, осушенной поверхности, являющейся ареной наземных процессов почвообразования.

2. Установлено, что межзатопляемый период обуславливает непрерывное почвообразование, продолжительность которого зависит от частоты, повторяемости и смены морских экосистем мелководными, мелководно-болотистыми и осушенной поверхностью морского дна. Появление растительности на осушенных участках морского дна и развитие почвенных и непочвенных образований и соотношение их площадей зависят от продолжительности отдельных периодов затопления —> иссушения —> затопления.

3. Эволюция почвенных и непочвенных образований и формирование функциональной организации почвенного покрова зависит от продолжительности периода иссушения. Продолжительностью последнего определяется непрерывное почвообразование, обуславливая широкий спектр разнообразия наземных почвенных комплексов, включая осушенную поверхность морского дна и разновидности почв, характерных зональным климатическим условиям.

4. По продолжительности межзатопляемый период делится: минимальной продолжительности (1-5 лет) с формированием примитивной стадии почвообразования и максимального количества картографических выделов; средней продолжительности (5-15 лет), где развиваются наземные экосистемы с примитивными луговыми, луговыми аллювиальными и болотными почвами; вышесредней продолжительности (15-25 лет) обуславливает формирование разнообразия наземных экосистем и слаборазвитых луговых, лугово-болотных аллювиальных почв; максимальной продолжительности (2550 лет), что стабилизирует развитие луговой, лугово-степной стадий почвообразования с последующим увеличением картографических выделов, основная доля которых относится к категории общепринятых классификационных единиц; стабильно максимальная продолжительность (50-100 лет) характеризуется формированием почв степного полупустынного направления и их разнообразие определяется степенью засоления, эродированностью, гумусированностью, солонцеватостью и формированием полупустынного климатического режима.

5. Составлены схематические почвенные планы по ключевым участкам, установлены различные стадии формирования почв и почвоподобных тел; определено влияние продолжительности межзатопляемого периода на динамику изменения разнообразия почв и функциональной организации почвенных горизонтов; выявлены пути эволюции и формирования ПР по степени засоления, эрозии, олуговения, остепнения и опустынивания.

6. В качестве определяющего фактора формирования разнообразия почв приморских ландшафтов в условиях изменяющегося уровня

Каспийского моря выступает фактор времени. Установлено, что наибольшее количество картографических выделов, образованных отложениями затопленных территорий и наименьшее количество почвенных образований развиваются при минимальной продолжительности межзатопляемого периода. Увеличение продолжительности межзатопляемого периода (100 лет и более) приводит к эволюции отложений осушенных участков затопленных территорий в почвенный покров, развивающийся под влиянием зональных факторов почвообразования.

7. На основе выделенных новых классификационных единиц (педолитов, литоседиментов) и различий в составе почвенных и непочвенных образований определены границы, ареалы охраняемых территорий, составлен систематический список почв и кратковременно V существующих поверхностных отложений. Для учета изменений, происходящих в структуре общей земельной территории, разработаны формы учетных карточек охраняемых единиц, которые переданы природоохранным учреждениям.

8. Многообразие вариантов классификационных единиц почв и предшествующих стадий их формирования свидетельствуют о наличии неизученных, но кратковременно существующих (1-5 лет) образований на осушенных участках морского дна, подверженных воздействию антропогенных и природных факторов. Учет их роли в почвенных процессах и динамики изменения ареалов распространения представляют важный этап в изучении эволюции почв в динамическом аспекте.

137

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Пайзулаева, Рагимат Махмудовна, Махачкала

1. Агапова Г.П., Кулакова JI.C. Физиогеографическая карта Каспийского моря // Океанология. 1975. Т. 13. Вып. 4. С. 613-634.

2. Акаев Б.А., Гаджиев Б.С., Гаджиев З.К. и др: Физическая география Дагестана. М.: Школа, 1996. С. 124.

3. Алисов Б.К. Климатические области и районы СССР. М., 1947. 212 с.

4. Алишаев М.Г. Каспий наступает. Как его остановить? Газ. «Дагестанская правда», №101 от 24 мая 1991.

5. Алклычев М.М. Тайны Каспия: искать непроторенные пути. Газ. «Дагестанская правда» №104 (20928) от 4 июня, 1994.

6. Аполов Б.А. Водный баланс Каспийского моря и возможность его изменения. Труды ИИЭГМ. Вып. 2/44, М., 1935. С. 11-18.

7. Архипова Е.Г., Крюкова В.В., Малошникова В.Н. Возможные изменения уровня и других элементов гидрологического режима Каспийского моря. Труды ГОИН. Вып. 15,1972. С. 5-19.

8. Бабаев А.Г., Нечаева Н.Г., Орловский Н.С. Проблемы пустынь, некоторые итоги и новые требования // Проблемы освоения пустынь. 1986, №3. С. 5-14.

9. Бабурин B.JI. Социально-экономические последствия подъема уровня Каспийского моря // Известия Русского географического общества, 1988. Т. 130. Вып. 2. С. 12-18.

10. Баламирзоев М.А. Почвы юго-восточного предгорного Дагестана и пути их рационального использования в сельском хозяйстве. Автореферат канд. дисс. Орджоникидзе. 1972. 59 с.

11. Баламирзоев М.А.Современное состояние почвенного покрова Дагестана и зональные комплексы приемов повышения плодородия почв // Пути повышения плодородия почв Дагестана. Новочеркасск, 1986. С. 3-19.

12. Баламирзоев М.А., Мирзоев Э.М.-Р. О современном состоянии почвенных ресурсов Дагестана и способах мелиоративного ихулучшения. // Биологические проблемы и перспективы их улучшения в регионах Каспийского моря. Махачкала, 1995. С. 112-120.

13. Батырханова С.М. Агрофизические свойства главнейших почв междуречья Акташ-Сулак. Тр. Отд. Почвоведения Даг. Фан. СССР. Т. 4. Махачкала, 1959. 340 с.

14. Бахнов В.К. Роль почвообразования в эволюции биосферы/ЛГезисы докладов II съезда почвоведов. Кн. 2. С-Петербург, 1996. С. 16-17.

15. Белинский Н.А., Калинин Г.П. О прогнозе колебаний уровня Каспийского моря. Труды ЦИП. Вып. 37, 1946. С. 3-12.

16. Беляев И.П. Гидрология дельты Терека. М.: Гидрометеоиздат, 1963. 208 с.

17. Берг JI.C. Очерки по физической географии. M.-JL, 1949. 340 с.

18. Богданов В.М. Пастбища дельты Терека и полупустынной части Кумыкской плоскости ДАССР // Изв. Горек, с.-х. ин-та: Орджоникидзе, 1933. Т. 2 (8). Вып. 9. С. 28-41.

19. Вознесенская Е.Ф. Режим и баланс грунтовых вод, вводимых в орошение. М.: Наука. 1966. 180 с.

20. Воробьева М.А., Кречетова Н.К., Гороненкова Е.Е. Карбонатные равновесия и щелочность почв Джаныбекского стационара//Вестник МГУ. Почвоведение, 1991, №4. С. 18-24.

21. Герасимов И.П., Марков К.К. Ледниковый период на территории СССР. Труды ин-та геогр. АН СССР. Вып. 33, 1939. 152 с.

22. Герштанский Н.Д. О затоплении западного берега Северного Каспия при нагонах // Сборник работ Астрах. Г.М.О. 1980. Вып. 2. С. 30-40.

23. Гвоздецкий НА. Общая схема физико-химического районирования Кавказа и Закавказья. Уч. Зап. Азерб. Ун-та, сер. Геол., геогра., 1964, №6.

24. Георгиевский В.Ю. Расчеты и прогнозы изменений уровня Каспийского моря под влиянием естественных климатическихфакторов и хозяйственной деятельности. Труды ГОИН. Вып. 79, 1978. С. 129-139.

25. Гиммельрейх В.А. География Дагестанской АССР. Махачкала, 1970. 100 с.

26. Глазовская М.А. Денудационно-аккумулятивная структура почвенного покрова как форма педолитогенеза//Почвоведение, 2000. №2. С. 134147.

27. Гренадер М.Б. Климат Низменного Дагестана. // Физическая география низменного Дагестана. Тр. Естеств. геогр. Ф-та. Вып. VII. Махачкала: Дагучпедгиз, 1972.

28. Гурлев И.А. Природные зоны Дагестана. Махачкала, 1972. 212 с.

29. Гусейнов М.К., Алигаджиев Г. А. Некоторые сведения о метеорологическом и гидрологическом режиме Кизлярского залива Каспийского моря //Научная конф. Даг. фил. Геогр. о-ва СССР. Махачкала, 1977. Вып. 7. С. 10-11.

30. Гюль К.К., Власова B.C., Кисин И.М., Тертеров А.А. Физическая география Дагестанской АССР. Махачкала, 1959. 369 с.

31. Добровольский Г.В. Эколого-генетические принципы классификации аллювиальных пойменных и дельтовых п'очв. // Биологическая продуктивность дельтовых экосистем прикаспийской низменности Кавказа. Махачкала, 1979. С. 20-26.

32. Добровольский Г.В., Федоров К.Н., Стасюк Н.В. Геохимия, мелиорация и генезис почв дельты Терека. М.: МГУ, 1975. 247 с.

33. Добровольский Г.В., Федоров Г.Н., Стасюк Н.В. Геохимия, мелиорация и генезис почв дельты Терека. Изд. МГУ, 1996. 248 с.

34. Егоров В.В. Оценка почвенно-мелиоративных условий для целей орошения сухостепных земель ; Восточно-Европейской равнины//Почвоведение №2, 1983. С. 73-84.

35. Егоров В.В. Почвообразование и условия проведения оросительных мелиораций в дельтах Арало-каспийской низменности. Изд. АН СССР. М., 1959. 256 с.

36. Залибеков З.Г. Продуктивная площадь почвенного покрова и методы ее определения // Биологическая продуктивность ландшафтов Дагестана. 1980. Вып. III. С. 13-25.

37. Залибеков З.Г. Основные направления исследований по экологическим проблемам Прикаспийской низменности // Экологические проблемы Прикаспийской низменности. Махачкала, 199 V. С. 4-11.

38. Залибеков З.Г. Методы изучения почвенного покрова в условиях интенсификации антропогенного воздействия. М.: Наука. 1993. 96 с.

39. Залибеков З.Г. Опыт экологического анализа почвенного покрова Дагестана. Махачкала, 1995. 150 с.

40. Залибеков З.Г. Почвенное разнообразие и современные проблемы его изучения//Аридные экосистемы. Т.6., №13. 2000. С. 7-15.

41. Залибеков З.Г., Истомина А.Г. Мишиева JI.M., Яковлева Е.А. О почвах содового засоления северо-западной части Центральных предгорий Дагестана // Сб. Научных сообщений. Махачкала., 1969. С. 103-111.

42. Залибеков З.Г., Усманов Р.З., Котенко М.Е., Загидова P.M., Бейболатова З.Д. Почвенные ресурсы аридных экосистем Западного Прикаспия. // Биологические проблемы и перспективы их изучения в регионах Каспийского моря. Махачкала, 1999. С. 24-36.

43. Захаров С.А. Исследование почв республик, краев и областей Кавказа. Почвоведение №3, 1937. С. 1404-1412.

44. Зонн С.В. Вопросы преобразования почв в связи с интенсификацией их освоения. // Биологическая продуктивность дельтовых экосистем Прикаспийской низменности Кавказа. Махачкала, 1978. С. 13-18.

45. Зонн И.С. Республика Калмыкия Хальмг-Тангч. Европейский регион экологической напряженности//Биота и природная среда Калмыкии. М., 1995. С. 6-18.46,47.