Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Современный этап эволюции и трансформация почв полупустыни Северного Прикаспия при лесомелиоративном воздействии
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)
Автореферат диссертации по теме "Современный этап эволюции и трансформация почв полупустыни Северного Прикаспия при лесомелиоративном воздействии"
На правах рукописи
Сиземская Марина Львовна
СОВРЕМЕННЫЙ ЭТАП ЭВОЛЮЦИИ И ТРАНСФОРМАЦИЯ ПОЧВ ПОЛУПУСТЫНИ СЕВЕРНОГО ПРИКАСПИЯ ПРИ ЛЕСОМЕЛИОРАТИВНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
Специальность: 03.02.08 - экология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
О 3 ОЕЗ 2011
Москва-2011
4843647
Работа выполнена в лаборатории аридного лесоразведения и лесной зоологии Учреждения Российской академии наук Института лесоведения РАН
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор
Герасимова Мария Иниокентиевиа
доктор сельскохозяйственных наук, профессор Панкова Евгения Ивановна
доктор биологических наук Романовский Михаил Георгиевич
Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН
Защита состоится г? » 11 г. в 10 часов на заседании
диссертационного совета ДОО2.054.О1 при Учреждении Российской академии наук Институте лесоведения РАН по адресу: 143030, Московская обл., Одинцовский р-и, с. Успенское, ул. Советская, 21. Тел./факс: +7(495)6345257. E-mail: root@ilan.ras.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии наук Института лесоведения РАН
Автореферат разослан «_2о_» 2011 г.
Учёный секретарь
диссертационного совета, к.б.н. /¿^Уткина И.А.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Изучение современных процессов эволюции почв как важнейшего компонента экосистем дает возможность более глубокого понимания их функционирования и составления научно обоснованных прогнозов их дальнейшего развития. Для почв аридных регионов одной из важнейших характеристик является их солевое состояние, которое, в отличие от многих других почвенных свойств, может изменяться во времени сравнительно быстро и поэтому быть доступным для непосредственных натурных наблюдений. В этом отношении целинные ландшафты глинистой полупустыни Северного Прикас-пия являются прекрасной природной моделью территории, где на протяжении коротких исторических промежутков времени в связи с цикличностью климатических условий и, возможно, другими причинами, почвы неоднократно подвергались процессам засоления и рассоления. Существующая литература по этой проблеме (Ковда, 1950; Динссман, 1960, 1977; Демкин, Иванов, 1985; Геннадиев, 1990; Демкин и др., 2003, 2006) относится преимущественно к изменению солевого состояния почв на протяжении всего голоцена или крупных его отрезков, исчисляемых веками и тысячелетиями. Проявление процессов современной эволюции почв этой территории практически не изучены.
Существенное влияние на трансформацию почв оказало антропогенное воздействие. Для аридных регионов страны с природными условиями, признанными в мировой практике нелесопригодными, на Джаныбекском стационаре Института лесоведения РАН в середине прошлого века был разработан и осуществлен в натуре особый вариант природопользования на богаре. Он обеспечивает мелиорацию почв, повышение продуктивности сельскохозяйственных угодий, сохранение биоразнообразия, оптимизацию ландшафта с использованием жизнестойких лесных насаждений разного строения и назначения и, как следствие, улучшает условия жизни людей (Биогеоценотические основы..., 1974; Большаков и др., 1983; Рекомендации..., 1988; Повышение продуктивности..., 1989). Этот вариант включает в себя, в частности, оригинальную эффективную систему агролесомелиоративных (AJIM) мероприятий, способствующую достаточно быстрому рассолению и рассолонцеванию солонцов. Анализ данных по динамике и функционированию почв в AJIM системах дает возможность оценить их изменение при антропогенном воздействии на фоне эволюции почв целинных участков. Последнее обобщение было выполнено в начале 70-х годов XX века (Биогеоценотические основы..., 1974). В дальнейшем за прошедшие десятилетия в природных условиях, в том числе, в почвах и в состоянии AJIM систем произошли существенные изменения, которые требуют анализа, осмысления и оценки.
Состояние вопроса. В работах A.A. Роде, А.Ф. Большакова, М.Н. Польского и других исследователей дана характеристика природных условий, почв и почвенного покрова на период организации Джаныбекского стационара. В более поздних публикациях Г.П. Максимюк, И.Н. Оловянниковой, Г.С. Базы-киной, Т.А. Соколовой и других авторов были представлены результаты изучения водного и солевого режимов почв и дана оценка изменения их физико-
химических характеристик в результате АЛМ воздействий. Были показаны особенности профильного распределения и содержания легкорастворимых солей (Роде, Польский, 1961), их изменения при мелиорации (Максимюк, 1961, 1974); количественно охарактеризованы особенности рассоления солонцов на участках с различной длительностью мелиорации, выявлено образование элювиально-солевого и иллювиально-солевого горизонтов, описан характер перераспределения и миграции солей во всей почвенно-грунтовой толще (Максимюк, 1989); изучено мелиоративное влияние системы лесных полос на разных этапах ее функционирования (Базыкина, Оловяшшкова, 1996), дана экологическая оценка антропогенно-измененных почв (Базыкина, 2000,2005).
Исследовали также изменения при мелиорации аккумуляций карбонатов (Романенкова, 1990), состава почвенного поглощающего комплекса (Романен-ков, 1990) как при богарном освоении почв, так и при орошении (Толпешта, 1993). Работы последних лет связаны с изучением влияния подъема уровня грунтовых вод на различные процессы почвообразования. В частности, показано изменение солевого состояния солонцов (Топунова, 2003), лугово-каштановых почв (Бычков, 2007), в том числе, в модельном эксперименте (Володина, 2005); почвенного поглощающего комплекса (Колесников, 2004); направленности водно-солевого процесса (Сотнева, 2004; Голованов, Сотнева, 2009) и некоторых других эволюционных аспектов (Базыкина, 2005; Хитров, 2005).
Однако, несмотря на относительную изученность механизмов многих почвообразовательных процессов, не существует общей концепции современной эволюции почв Северного Прикаспия, которая не только охватывала бы длительный временной ряд исследования почвенной составляющей при естественном развитии ландшафта и при различных антропогенных воздействиях в аридных регионах, но и характеризовала бы тренд, динамику и скорость почвообразования.
Основная цель работы - исследование направления и скорости процессов современного этапа эволюции и динамики почв под влиянием природных и антропогенных факторов в естественных полупустынных и искусственных лесных экосистемах Северного Прикаспия. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Дать анализ динамики уровня и минерализации грунтовых вод и охарактеризовать современную почвенно-гидрологическую обстановку, определяющую направленность процессов эволюции почв.
2. Исследовать основные процессы почвообразования в условиях целинных ландшафтов.
3. Изучить современное состояние почв в системе агролесомелиорации и выявить тенденции их антропогенной трансформации.
4. Оценить эффективность агролесомелиоративных мероприятий в связи с изменениями природной обстановки и длительной (40-60 лет) мелиорацией.
5. Изучить результаты воздействия искусственных лесных насаждений на свойства почв.
Научная новизна работы заключается во всесторонней характеристике направления современного почвообразования и впервые выделенного особого этапа эволюции почв глинистой полупустыни Северного Прикасгшя, происходящего под воздействием природных и антропогенных факторов, среди которых наиболее важная роль отводится подъему уровня грунтовых вод и влиянию искусственных лесных экосистем. Обобщены результаты длительных экспериментальных почвенных исследований в условиях целинных и антропогенных ландшафтов.
Выявлены и охарактеризованы ведущие почвообразовательные процессы, формирующие современный облик почв. В условиях целинных ландшафтов такими процессами, прежде всего, являются: засоление почвеппо-грунтовой толщи за счет подъема уровня грунтовых вод, охватывающее все компоненты почвенного покрова, возрастание доли хлора и щелочноземельных катионов в составе легкорастворимых солей, а также увеличение доли обменного в составе ППК. В условиях АЛМ систем ведущими процессами трансформации почв являются рассоление-засоление, выщелачивание гипса, окарбоначивание, замещение натрия кальцием в составе ППК. Именно эти процессы определяют формирование солевого состояния почв полупустыни Северного Прикаспия, которое отнесено к наиболее важной интегральной характеристике, отражающей и результирующей проявление тех динамических процессов, которые происходили как в прежние эпохи эволюции почв, так и наблюдаемые на ее современном этапе. На макро-, мезо-, микроуровнях изучены особенности строения новообразований легкорастворимых солей, карбонатов и гипса. Во временном ряду дана оценка скорости изменения показателей солевого состояния почв в АЛМ системах, разработана диагностика их постмелиоративного состояния. Выявлено формирование антропогенных почв, не имеющих аналогов в природе, и определено их классификационное положение. Дано обоснование выделения особого антропогенного этапа развития почв, который по скорости, интенсивности протекания процессов, результатам несопоставим с предыдущими периодами эволюции. Проведена сравнительная оценка различных видов использования почв. Показано, что по сравнению с другими приемами освоения территории, например, орошением, агролесомелиорация характеризуется более щадящими экологическими последствиями воздействия на природные ландшафты полупустыни.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Современный этап эволюции почв глинистой полупустыни Северного Прикаспия определяется увеличением общей увлажненности территории в конце XX века и возрастанием влияния подъема грунтовых вод на процессы почвообразования. Основной тренд этого этапа проявляется в интенсификации процессов миграции солей в почвенно-грунтовой толще.
2. Создание функционально необходимых и социально значимых искусственных лесных насаждений в условиях полупустыни оказывает существенное влияние на природные ландшафты и становится важным фактором антропогенной трансформации почв, предопределяющим направление и скорость ведущих почвообразовательных процессов.
3. Агролесомелиоративное воздействие приводит к созданию антропогенных почв с новой системой генетически взаимосвязанных горизонтов. Предложено называть эти мелиорируемые почвы элювиально-солевыми агро-земами.
4. Постмелиоративное состояние солонцов характеризуется замедлением скорости их трансформации при продолжающемся мелиоративном воздействии. Разработаны качественные и количественные показатели постмелиоративного состояния солонцов, отражающие диагностические, динамические, генетические, классификационные, экологические признаки его проявления.
Практическая значимость. Охарактеризованы результаты и дана экологическая оценка различных видов использования земель: при AJIM воздействии, орошении, в состоянии залежи, при выращивании массивных лесных насаждений, - что должно быть учтено при проведении мелиоративных и сельскохозяйственных мероприятий на почвах солонцового комплекса в современных условиях. Выявлен и описан этап постмелиорации солонцов, дана его характеристика, разработаны диагностические показатели и предложены критерии его выделения. Изученные закономерности важны для прогноза и предотвращения нежелательных последствий различных видов антропогенного воздействия, а также для оптимизации природопользования в регионе.
Апробация работы. Результаты и основные положения диссертационной работы были представлены на научных совещаниях и конференциях отечественного и международного уровня: «Влияние гидрологического режима на структуру и функционирование биогеоценозов» (Сыктывкар, 1987); 10lh International Soil Zoology Colloquium (Bangalore, India, 1988); VIII Всесоюзный Съезд почвоведов (Новосибирск, 1989); «Почвенные ресурсы Прикаспийского региона и их рациональное использование в современных социально-экономических условиях» (Астрахань, 1994); «Биологическое разнообразие лесных экосистем» (Москва, 1995); 10lh International Working Meeting Soil micromorphology (Москва, 1996); «Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения» (Москва, 1998); «Экологический мониторинг лесных экосистем» (Петрозаводск, 1999); «Combating desertification with plants» (Beer Sheva, Israel, 1999); «Проблемы природопользования и сохранения биоразнообразия в условиях опустынивания» (Волгоград, 2000); XIX Чтения памяти В.Н.Сукачева «Экологические процессы в аридных биогеоценозах» (Москва, 2001); «Лесные стационарные исследования: методы, результаты, перспективы» (Москва, 2001); «Функции почв в биосферно-геосферных системах» (Москва, 2001); 12th International Soil Conservation Organization Conference (Beijing, China, 2002); «Степи Северной Евразии. Эталонные степные ландшафты: проблемы охраны, экологической реставрации и использования» (Оренбург, 2003); «Защитные лесные насаждения и сельскохозяйственное производство. Проблемы опустынивания» (Барнаул, 2003); «Экология и биология почв» (Ростов-на-Дону, 2004); «Природное наследие России: изучение, мониторинг, охрана» (Тольятти, 2004); 2nd International Seabuckthorn Association Conference (Beijing, China, 2005); «Биосферные функции почвенного покрова» (Пущино, 2005); «Биоресурсы и биоразнообразие экосистем Поволжья» (Саратов, 2005); «Актуальные вопросы
лесного хозяйства и озеленения в Казахстане» (Щучинск, Республика Казахстан, 2005); 2nd International Symposium on Soil Erosion and Dryland Farming (Yangling, China, 2006); International Conference on Water, Ecosystems and Sustainable Development in Arid and Semi-arid Zones (Urumqi, China, 2006; Tchran-Yazd, Iran, 2009); «Актуальные проблемы рекреационного лесопользования» (Москва, 2007); «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (Астрахань, 2007, 2009); «Организация почвенных систем. Методология и история почвоведения» (Пущино, 2007); 6lh European Conference on Ecological Modeling ECEM07 (Trieste, Italy, 2007); «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря и водоемов внутреннего стока Евразии» (Астрахань, 2008); «Ecology@Safety» (Bourgas, Bulgaria, 2008, 2009, 2010); «Land Degradation in Dry Environments» (El-Kuwait, Kuwait, 2009); International Confcrcnce of ESSC on Protection of the Ecological and Productivity Functions of Soil in a PAN European Context (Pruhonice, Czech Republic, 2009). Один из разделов работы «Экологические аспекты агролесомелиоративного освоения глинистой полупустыни Северного Прикаспия» экспонировался в 1988 г. на ВДНХ СССР на выставке «Экология - охране природы» и награжден серебряной медалью.
Личный вклад автора заключается в постановке проблемы, разработке программы и методики исследований, критическом анализе и обобщении литературного материала, подборе объектов исследования, сборе, обработке и анализе экспериментального материала, формулировании научных положений и выводов. Соавторство всех участников работы, все случаи использования данных других авторов и совместных исследований оговорены в соответствующих разделах работы.
Сведения об использовании полученных результатов. Материалы работы включены в «Рекомендации по защитному лесоразведению и лесной мелиорации в глинистой полупустыне Северного Прикаспия», М.: Госкомиздат СССР по лесному хозяйству, 1988. 68 с. Получен патент на изобретение «Способ лесомелиоративной рекультивации земель» № 2406285.
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 102 работах, в том числе - в 35 статьях в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов докторских диссертаций, и в одной коллективной монографии издательства «Наука».
Организация исследований. Исследования проведены в Учреждении Российской академии наук Институте лесоведения РАН (ИЛАН) в соответствии с тематическими планами научно-исследовательских работ 1981-2010 гг. лаборатории аридного лесоразведения и лесной зоологии, которой автор руководит с 1998 г., а также при непосредственном руководстве грантами Российского Фонда фундаментальных исследований (Проекты № 00-04-48637, 03-04-48076, 06-04-48076, 09-04-00030, совместного проекта РФФИ и ГФЕН Китая № 07-0492102), Федеральной целевой программы «Интеграция» (Проект М0063), Программ ОБН РАН «Фундаментальные основы управления биологическими ресурсами» и «Биологические ресурсы России».
Основной материал был собран на Джаныбекском стационаре ИЛАН, который расположен в глинистой полупустыне Прикаспийской низменности в междуречье Волги и Урала. Стационар был создан в 1950 г. и, являясь крупномасштабным экспериментом по полупустынному защитному лесоразведению, представляет собой натурную модель лесоаграрного комплекса. Территория стационара признана уникальным рукотворным оазисом, которому Правительством Российской Федерации присвоен статус Памятника природы федерального значения (Постановление № 719 от 16 июня 1997 г.). Стационарные исследования были дополнены маршрутными экспедициями по Северному При-каспию.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав, выводов, списка литературы, включающего 469 названий, из которых 44 - на иностранных языках. Работа изложена на 355 стр. машинописного текста, содержит 61 таблицу и 56 рисунков.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность своему учителю - профессору Т.А. Соколовой; всем сотрудникам Джаныбекского стационара и других учреждений, с которыми автору посчастливилось работать на стационаре: Б.Д. Абатурову, Г.С. Базыкиной, A.B. Быкову, С.Э. Вомперскому, Т.С. Всеволодовой-Перель, Л.А. Князевой, A.B. Колесникову, И.В. Копыл, НЛО. Кулаковой, М.П. Лебедевой (Вербе), Г.В. Линдеману, Г.П. Максимюк, И.Н. Оловянниковой, В.А. Романенкову, М.К. Сапанову, Н.Г. Сенкевич, И.И. Толпешта; бывшим студентам и аспирантам: С.Г. Борзенко, H.H. Бычкову, И.В. Володиной, Н.И. Сотневой, И.В. Топуновой.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ГЛАВА 1. Общие представления об эволюции и динамике экосистем, почв как их важнейшего компонента и почвообразовательных процессов
Понятие об «эволюции» - одно из основополагающих в науке. A.A. Роде, давая определение почвы, отнес ее к «природным образованиям, представляющим систему динамическую, в которой непрерывно совершается ряд изменений, касающихся ее состава, свойств и энергетического состояния» (Роде, 1947, с. 51). Такое прогрессивное изменение состава и свойств почвы во времени, выражающееся в столь сильном изменении отличительных признаков почв, что появляется необходимость изменения ее классификационного наименования, -и есть эволюция почвы, которая является следствием непрерывно идущего почвообразовательного процесса. Почвообразование - процесс циклический, и это один из его существеннейших признаков, связанный с природным суточным и годичным энергетическим ритмами. После окончания каждого цикла в почве накапливаются некоторые остаточные изменения, представляющие собой итог данного цикла, из совокупности которых и слагается почвообразовательный процесс. Его скорость убывает с течением времени. В нем можно различить два главных периода: первый — относительно быстрый (период формирования почвы) и второй - период ее медленной эволюции (Роде, 1947, 1984).
Изменения почв, наблюдаемые на разных уровнях временной и пространственной организации почвенного покрова, происходят с разной скоростью. К разряду быстрых процессов, протекающих в течение суток, месяцев, лет, относятся процессы функционирования системы, или ее обратимые, колебательные изменения - «почва-момент» (Соколов, Таргульян, 1976; Таргульяп, Соколов, 1978). Эти процессы не меняют облика почвы, однако связанные с ними микроизменения, постепенно накапливаясь, приводят к трансформациям, протекающим относительно медленно, но существенно меняющим комплекс устойчивых признаков почвы, по которым они классифицируются (Роде, 1947).
Под динамикой почв понимают количественные изменения (без существенного изменения качества) в пределах инварианта (комплекса устойчивых свойств), часто для них характерна цикличность, или квазипериодичность протекания (Александровский, Александровская, 2005), в то время как эволюция -качественные необратимые изменения инварианта (Сочава, 1978; Геосистема во времени, 1991). Именно этот комплекс устойчивых свойств является педо-литоматрицей почвы и объединяется понятием «почва-память» (Соколов, Таргульян, 1976; Таргульяп, Соколов, 1978).
Эволюция - это единственный процесс, энергия которого не разрушает, а движет вековыми преобразованиями почв (Докучаев, 1883, 1891). Агрогенная и техногенная трансформации по своей энергии и скорости превосходят эволюционную, а их результат «исключает эволюционный путь из жизни почв» (Зонн, 1992). В этой связи трансформация почв нами трактуется как направленное антропогенное воздействие, часто имеющее заданную цель изменения того или иного параметра, того или иного свойства почв, того или иного почвообразовательного процесса.
В работе широко используется концепция элементарных процессов почвообразования (ЭПП) (Неуструев, 1926; Захаров, 1931; Герасимов, Глазовская, 1960; Герасимов, 1973, 1975, 1986; Ковда, Розанов, 1988; Козловский, 2003; Таргульян, 2005; Тонконогов и др., 2006). В современном почвоведении ЭПП часто определяют как процесс, составляющий часть общего процесса почвообразования и обязательно образующий какой-либо твердофазный признак или спектр признаков в почвенной системе, причем, признак устойчивый во времени и диагностически значимый для выявления пространственных и временных различий почв (Таргульян, 2005). Каждый ЭПП может быть выражен через приращение во времени «основного диагностического показателя» - одномерной (скалярной) физической величины, выражающей некоторое свойство почв (Козловский, 2003).
Использована схема ЭПП, основанная на разработке Б.Г. Розанова (1988), которая, с учетом особенностей почвообразования в аридном регионе, может выглядеть следующим образом: I. Биогенно-аккумулятивные ЭПП (подстилко-образование, гумусообразование, дерновый процесс); II. Гидрогснно-аккумулятивные ЭПП (засоление, загипсовывание, окарбоначиваиие); III. Метаморфические ЭПП (оглеение, слитизация, оструктуривание); IV. Элювиальные ЭПП (выщелачивание (декарбонатизация, рассоление), осолодениё)\ V. Ил-лювиально-аккумулятивные ЭПП (глинисто-иллювиальный процесс)-, VI. Педо-
турбациопиые ЭПП {растрескивание, биотурбация, агротурбация); VII. Деструктивные ЭПП (дефляция).
К динамически уравновешивающимся парам ЭПП можно отнести процессы восходящей и нисходящей миграций карбонатов и солей в почвах, ЭПП педотурбаций. В то же время, эти процессы могут быть частично или полностью обратимыми, и поэтому гораздо легче «стираемыми» в процессе эволюции почв (Таргульян, 2005).
В главе отражены современные представления об антропогенной трансформации почв, прямо или косвенно связанной с деятельностью человека и проявляющейся не только в коррекции, сдерживании или, напротив, интенсификации естественных процессов почвообразования (Тонконогов и др., 2006), но и в появлении новых.
ГЛАВА 2. Природные условия и хозяйственное освоение территории
Территория Северного Прикаспия (междуречья Волги и Урала), развитие которой во многом определяется колебаниями уровня Каспийского моря, относится к наиболее динамичным в отношении природных условий регионам России. Молодость этой территории, цикличность ее развития, связанная с трансгрессиями Каспия, бессточность, безводность и равнинность, комплексность почвенного и растительного покрова, засушливость, резко континентальный климат, - являются доминирующими признаками природной среды.
Ландшафты и почвы бессточной равнины Северного Прикаспия имеют сложную и длительную историю эволюции в голоцене, которая включала ряд этапов и стадий, определяемых изменениями общей увлажненности, колебаниями уровня грунтовых вод, развитием микрорельефа. Их современный облик сформировался к концу лугово-степного этапа развития (3800-2000 лет назад). Окончательное становление большинства свойств и признаков почв солонцового комплекса происходило на протяжении сухо-степного этапа (2000-0 лет назад) их эволюции (Демкин, Иванов, 1985).
В Северном Прикаспии территории с комплексным почвенным покровом, в котором более 50% составляют солончаковые солонцы, требующие мелиорации, а по 25% приходится, в среднем, на солонцеватые светло-каштановые и незасоленные лугово-каштановые почвы, занимают площадь более 2,9 млн. га в пределах России и Казахстана. Около 10% площади приходится на мезопони-жения рельефа - падины с лугово-каштановыми (или темноцветными чернозе-мовидными, по Роде, Польский, 1961) почвами и лиманы с осолоделыми почвами и солодями. Доказана высокая репрезентативность Джаныбекского стационара как эталона ландшафтов суббореальных полупустынь Северного Прикаспия и Казахстана (Гильманов, Иващенко, 1990).
Выделены следующие наиболее важные природные факторы, которые лимитируют выращивание в этом регионе сельскохозяйственных и лесных культур: (а) небольшое количество осадков, которых достаточно лишь для произрастания травянистых фитоценозов, (б) частая повторяемость малоснежных зим, а также зим со слабым снегопереиосом, что ограничивает в такие годы накопление снега, необходимого для существенного увеличения влагозарядки
почв на отдельных окультуриваемых участках, (в) неустойчивость выпадения осадков в летние месяцы, что в совокупности с высокими летними температурами воздуха, его низкой относительной влажностью приводит к частым атмосферным и почвенным засухам, (г) значительное содержание токсичных солей в солончаковых солонцах и светло-каштановых почвах (в 5-метровой толще 140 и 100 кг/м2, соответственно), большая часть запаса которых сосредоточена в верхних 2 м, что сокращает мощность корнеобитаемого слоя растений, (д) засоленность грунтовых вод под солонцами и светло-каштановыми почвами (до 510 г/л), их близкое залегание на глубине 5-7 м, а также ограниченность запаса воды в пресных линзах под лугово-каштановыми почвами падин и западин при наличии в них сомкнутых древесных насаждений (Сананов, Сиземская, Оло-вянникова, 2005).
История показывает, что выбор методов хозяйствования па этих землях крайне ограничен. Во времена Букеевского ханства, в XIX веке, почти на всей территории Северного Прикаспия было развито кочевое отгонное скотоводство. В тот же период почвы падин начали постепенно использовать в земледелии под зерновые и бахчевые культуры. В середине XX века была проведена широкомасштабная распашка целинных земель (с неизбежным вовлечением солонцов и светло-каштановых почв) для посева зерновых культур (в настоящее время многие такие площади уже не обрабатываются). С 70-х годов прошлого века началось использование обводнительно-оросительных систем (сейчас площади орошаемых земель также сокращаются). Уменьшение в последние десятилетия в сельскохозяйственном производстве зернового направления и орошаемого земледелия и увеличение доли животноводства связано с изменениями рыночных взаимоотношений, которые сокращают малорентабельные и рискованные виды производства в засушливых регионах.
С конца 50-х годов XX века в структуре природных ландшафтов Северного Прикаспия, главными компонентами которой являются полупустынный солонцовый комплекс и сухостепные падины, появился новый элемент - антропогенный агролесной ландшафт. Одним из его разнообразных вариантов стала АЛМ система освоения почв солонцового комплекса. AJIM воздействие сочетает в себе проведение плантажной вспашки, разрушающей солонцовый горизонт и вовлекающей в пахотный слой содержащийся в первом подсолонцовом горизонте гинс (что приводит к рассолонцеванию солонцов), с посадкой древесных кулис из вяза приземистого (JJlmus pumila L.), что обеспечивает рассоление солонцов за счет снегонакопления и дополнительного увлажнения почв (Биогеоценотические основы..., 1974).
Более чем 50-летний опыт Джаныбекского стационара, основанный на изучении особенностей природных условий и функционирования лесных культур на засушливых территориях с комплексным почвенным покровом, показал возможность создания долговременных полезащитных лесных систем, пригодных для выращивания сельскохозяйственных культур, лесопастбищных систем - для выпаса животных, массивных лесных насаждений — для рекреационных целей (Биогеоценотические основы..., 1974; Большаков и др., 1983, Вомпер-ский, Оловянникова, 1984; Рекомендации..., 1988; Повышение продуктивно-
сти..., 1989; Базыкина, Оловянникова, 1996; Сенкевич, Оловяшшкова, 1996; Сапанов, 2003; Сиземская, Сапанов, 2004, 2005, 2006; Вомперский и др., 2006). Эти исследования имели огромное теоретическое и практическое значение как пример направленного благоприятного изменения экологических условий под влиянием контролируемого умеренного вмешательства в него человека.
ГЛАВА 3. Объекты, методология и методы исследования
Объектами исследований были почвы как естественных экосистем глинистой полупустыни Северного Прикаспия, так и почвы под искусственными лесными насаждениями и агроценозамиа созданными на Джаныбекском стационаре Института лесоведения РАН. Ценность и информативность этих объектов определяется длительностью (более 60 лет исследований), наличием исходных данных состояния и свойств почв, непрерывностью мониторинга, что позволяет всесторонне охарактеризовать современные процессы эволюции почв на разных ее этапах и, в целом, за 50-60 лет освоения, а также оценить их результаты и экологические последствия. Некоторые динамические аспекты солевого состояния изучены в почвах орошаемых и приканальных территорий, а также на залежах.
Одним из объектов исследования были АЛМ системы с разными сроками применения агролесомелиорации (с 1951, 1959 и 1970 годов). Выбранные мелиорированные участки представляют собой сельскохозяйственные поля с расположенными на них однорядными лесными кулисами с шириной полей 60, 200 и 400 м и шириной межкулисных пространств - 18, 40 и 56 м, соответственно. В настоящее время деревья имеют высоту 10-12,5 м и диаметр ствола 19-24 см и находятся в удовлетворительном состоянии. Данные АЛМ системы относятся к полезащитным. Исследовали почвы как межкулисных пространств, так и находящиеся непосредственно под кулисами.
Изучены различные варианты лесных экосистем, в частности, колков, сформировавшихся по западинам в результате распада плотных многорядных насаждений. В возрасте 55 лет высота древостоя, основным представителем которого является дуб черешчатый (2иегст гоЪиг Ь.), в среднем, составляет 9 метров. Средний диаметр ствола - около 16 см. Также изучены массивные насаждения 1951-1953 годов посадки из дуба черешчатого (средняя высота деревьев - 15-16 м, диаметр - 19-20 см) и вяза приземистого (средняя высота деревьев - 18-22 м, диаметр - 22-26 см), которые расположены в падинах. Такие лесонасаждения могут применяться в пастбищезащитных и рекреационных системах.
В качестве модели состояния почв при более близком залегании грунтовых вод, находящихся на отметке 3 м от поверхности и выше, была исследована почвенно-гидрологическая обстановка на приканальной территории Палласов-ской обводнителыю-оросителыюй системы, введенной в действие в начале 1980-х годов. Там же, на сельскохозяйственных полях были изучены последствия проведения 10-летнего орошения машинами «Волжанка» (норма полива 600-700 м3/га), а затем - оценены тенденции изменения почв через 3 года после прекращения 20-летнего орошения.
В почвах под 35-летней залежью были исследованы процессы восстановления свойств почв после прекращения хозяйственной деятельности.
Изучали солончаковые солонцы микроповышений и лугово-каштановыс почвы падин и западин. Переходное положение и меньший ареал светло-каштановых почв, занимающих склоны микрорельефа, часто не позволяют с необходимой точностью и достоверностью идентифицировать эти почвы и охарактеризовать те или иные процессы, которые отчетливо развиваются и диагностируются в крайних членах полупустынного солонцового комплекса, поэтому в рамках данной работы светло-каштановые почвы практически не рассматриваются. Контролем для всех вариантов сельскохозяйственного использования почв были их целинные аналоги.
Главной методологической основой исследований стал сформулированный В.Н. Сукачевым (1947, 1951) комплексный стационарный подход, позволяющий осуществлять длительные режимные наблюдения па одних и тех же объектах с необходимой периодичностью. Важным принципом методологии исследования стало изучение всей зоны аэрации мощностью 5-7 м от поверхности почв до грунтовых вод для получения полной информации не только о солевом состоянии собственно почвенного профиля, но и всей почвенно-грунтовой толщи. Эта зона представляет собой единую систему в отношении перераспределения и накопления солей, поскольку солевое состояние почв определяется не только минерализацией и составом грунтовых вод, но и уровнем их залегания, а также мощностью капиллярной каймы.
Методология исследования включала: 1). Сравнительный анализ современных данных по характеристике основных компонентов целинного почвенного покрова (солончаковых солонцов и лугово-каштановых почв) с соответствующими результатами, полученными в 50-60-е годы прошлого века; 2). Сравнительный анализ современных данных по характеристике основных компонентов целинного почвенного покрова с результатами исследования этих почв, находящихся в системе агролесомелиоративного воздействия на разных стадиях мелиорации; 3). Приемы физического моделирования взаимодействия солончаковых солонцов и лугово-каштановых почв с минерализованными грунтовыми водами; 4). Статистическую обработку результатов для выявления достоверности различий между современными данными и данными, полученными в 50-60-х годах прошлого века.
Изучение почв проводили комплексом морфологических, химических и инструментальных методов.
При сборе полевых материалов выполняли детальное описание как самих почвенных горизонтов (по «Базовым шкалам...», 1982) с использованием цветовой шкалы (МипвеН..., 1954), так и солевых аккумуляций на макро- и ме-зоуровнях, а также отбор ненарушенного строения и препарированных образцов солей для их последующего исследования на микроуровнях. Образцы почв и грунтов из верхней толщи мощностью 1,5-2 м отбирали колонкой каждые 20 см со стенок разреза, ниже и до грунтовых вод - из буровых скважин. Одновременно замеряли глубину залегания и отбирали образцы грунтовых вод для их дальнейшего анализа. Проводили определение объемной массы (ОМ) в 4-
кратной повторное™ и влажности почвогрунтов термовесовым методом. Запасы солей, карбонатов, гипса, органического вещества по полуметровым слоям рассчитывали с учетом ОМ и мощности слоев. При обследовании большинства участков закладывали не менее 3 разрезов и скважин на каждой почвенной разности, что дало возможность провести статистическую обработку результатов (Дмитриев, 1995).
Для учета продукции живой надземной фитомассы растительного покрова на почвах солонцового комплекса в основных ассоциациях был использован метод «максимального укоса». Ежегодно с 2004 по 2010 гг. в мае-июне проводили укосы в 4-кратной повторности на учетных площадках размером 1x1 м. Растения срезали на уровне поверхности почвы. Учитывали сухую массу с ее разделением по видам.
Использованные в работе метеорологические данные, в основном, получены на Джаныбекской метеостанции Казгидромета, находящейся в 5 км от Джаныбекского стационара.
В лабораторных условиях образцы почв и грунтов подвергали химическому анализу, используя общепринятые методы (Аринушкина, 1970; Воробьева, 1998). Концентрацию ионов S042" определяли по Комаровскому (Гедройц, 1955), концентрацию ионов Na+B водной вытяжке и в грунтовых водах в части образцов определяли на пламенном фотометре. В остальных образцах концентрацию Na+ находили расчетным путем по разности между суммой анионов (НСОз", СГ, S042") и суммой катионов (Са2+; Mg2+), поскольку именно так определяли содержание ионов Na+ в 1950-60-е годы (Максимюк, 1961), что позволяет проводить корректное сопоставление данных. Содержание гумуса определяли по Тюрину, фракционирование почвы (сухое просеивание) - по методу Сав-винова (Физико-химические методы..., 1980).
Измерение активностей ионов проводили в пастах и водных вытяжках на иономере И-500. Определение электропроводности (ЭП) водных вытяжек осуществляли с помощью кондуктометра TDS-4.
Изучение морфологического строения солевых новообразований проводили под бинокуляром и на сканирующем электронном микроскопе JSM-2. Для морфогенетической интерпретации полученного материала были использованы некоторые положения кристаллографии (Попов, Шафрановский, 1972), генетической минералогии (Григорьев, 1962), микрокристалломорфологии (Фекличев, 1970). Применительно к почвенным солевым новообразованиям использовали разработанные основные положения диагностики их состояния в почвенном профиле, характеризующие растворение или кристаллизацию (Соколова и др., 1985; Соколова, Царевский, 1986).
Для определения минералогического состава солевых скоплений выполняли рентгеновский фазовый анализ на дифрактометре ДРОН-3. Использовали Си-Ка излучение, фильтрованное №.
Общее содержание карбонатов и содержание карбонатов, диссоциирующих в разных интервалах температур, определяли термическим методом на де-риватографе венгерской фирмы MOM (Термический анализ ..., 1974; Соколова, Кулагина, 1985).
Были проведены эксперименты с моделированием естественного засоления почвенных горизонтов (в насыпных колонках) в условиях их насыщения грунтовыми водами (Володина и др., 2002; Топунова, Сиземская и др., 2003). Непрерывная подача модельной грунтовой воды хлоридно-сульфатно-натриевого состава с минерализацией 6 г/л отдельно для горизонтов солончаковых СОЛОНЦОВ (с глубины 60-80 СМ - горизонт ВЗСа Cs2Sa > С глубины 100-120 см - горизонт B3Casa, и с глубины 180-200 см - из буровой скважины) осуществлялась в течение месяца. В лугово-каштановых почвах процессы засоления изучали во всем почвенном профиле в колонках высотой 150 см, которые насыщали снизу грунтовой водой в течение 10 месяцев. Тем самым, моделировали процесс засоления почв минерализованными грунтовыми водами в условиях, максимально приближенных к природным, при стоянии уровня грунтовых вод на глубине около 1,5 м.
ГЛАВА 4. Состояние природных ландшафтов н динамика ночвенно-гидрологичсской обстановки глинистой полупустыни Северного Прикаспия за последние 50 лет
Выявлено существенное изменение почвенно-гидрологичсской обстановки в Северном Прикаспии в 80-е годы XX века, связанное со значительным подъемом уровня грунтовых вод (УГВ), который составил, в среднем, 2 метра.
Нами прослежена динамика гидроклиматических показателей за период с 1951 по 2009 гг. Выделены три временных отрезка, в которые происходили заметные изменения природных условий региона. В целом, установлена общая тенденция увеличения среднегодового количества осадков, в основном, за счет теплого полугодия (табл. 1).
Отмечается также общее повышение годовой температуры воздуха, которое происходит за счет потепления в осенне-зимний периода года, что приводит к частым оттепелям, отсутствию устойчивого снежного покрова и, соответственно, ухудшению условий весеннего стока талых вод в локальные понижения мезо- и микрорельефа.
Достоверное увеличение количества осадков в летний период (при неизменной средней температуре воздуха) усиливает увлажненность вегетационного сезона за счет повышения относительной влажности воздуха и понижения испаряемости. Такая динамика климата в сторону семиаридности вызывает улучшение условий развития и сохранности растений.
Выявлено увеличение атмосферного увлажнения примерно на 20 %, но сравнению с серединой XX века, что могло способствовать подъему УГВ (Соколова, Сиземская и др., 2000).
По-видимому, эти явления имеют обратимый характер и представляют собой один из многочисленных циклов развития природы территории Северного Прикаспия (Роде, 1959; Динесман, 1960; Колебания увлажненности..., 1980; Гумилев, 1998; Демкин и др., 1998, 2004; Иванов, 2006; Кудеяров и др., 2008; Опустынивание..., 2009). Определенное влияние на подъем УГВ могло также оказать проведение в 80-е годы XX века широкомасштабных обводнительно-оросительных мероприятий (Прикаспийский регион..., 1989).
Таблица 1. Некоторые средние показатели гидротермических условий и продуктивности целинных экосистем во второй половине XX века (по: Сиземская, Сапанов, 2010)
Годы Температура, °С Осадки, мм Коэффициент увлажнения (КУ)* Продуктивность сообщества, г/м2
Х-Ш 1У-1Х Гидрологический год Х-Ш 1У-1Х Гидрологический год Прутняково-чернопо-лынное Разнотравно-злаковое
1951-1975 -4.3 18.0 6.9 137 132 269 0.28 94** 247**
1976-1995 -3.5 17.8 7.2 132 193 325 0.37 103** 311**
1996-2008 -2.1 18.6 8.2 135 150 285 0.29 118*** 311***
1951-2008 -3.5 18.1 7.3 135 157 292 0.32 105 290
* - коэф( жциент увлажнения (КУ) рассчитан по ( юр муле: КУ=Р/Е, где Р - го-
довая сумма осадков, Е — испаряемость; ** - по данным И.Н. Оловянниковой (2004), *** - с использованием данных Б.Д. Абатурова (Абатуров и др., 2005). С 2004 г. - наши данные
Охарактеризована динамика состояния целинных ландшафтов полупустыни Северного Прикаспия. Показано, что на фоне изменения природной обстановки существенно меняются структура и продуктивность целинной растительности. Подтверждено увеличение в целом продуктивности травостоя и появление в его составе все более мезофильных группировок. Так, на солончаковых солонцах вместо прутняково-чернополынных (Оловянникова, 2004) начинают доминировать более мезофильные чернополынно-прутняковые растительные сообщества. Черная полынь полностью утрачивает присущие ей ранее господствующие позиции в структуре сообщества, составляя лишь 25% от общей продуктивности, а продуктивность прутняка возрастает в 3 раза (Сапанов, Сиземская, 2010). Происходит также увеличение продуктивности надземной массы травянистых растений на лугово-каштановых почвах целины с 24 ц/га в начале 60-х годов XX века (Оловянникова, 2004) до 33 ц/га в конце 90-х годов. В структуре продуктивности на фоне некоторого падения доли злаков также прослеживается тенденция увеличения относительной доли разнотравья и люцерны румынской (Сиземская, Сапанов, 2010).
Подъем УГВ под целинными почвами сопровождался увеличением их минерализации (табл. 2). В настоящее время по сравнению с серединой XX века в грунтовых водах (ГВ) под солончаковыми солонцами достоверно и существенно возросла концентрация ионов СГ и Mg2+, наметилась тенденция к увеличению концентрации Ыа+. Общая минерализация ГВ увеличилась, в среднем, в 1,3 раза, но различия при Р=0,8 статистически незначимы.
Под лугово-каштановыми почвами зафиксировано достоверное увеличение минерализации грунтовых вод, в среднем, в 5 раз, а ее значения в некоторых западинах сопоставимы с таковыми под солонцами (табл. 2). В них обнаружено статистически значимое накопление ионов НС03", СГ и
Происходит измепеиие химизма засоления с гидрокарбопатпо-кальциевого в середине XX столетия на хлоридно-сульфатно-патриевый - к концу века, что свидетельствует о некотором усреднении химического состава ГВ под разными членами солонцового комплекса.
Таблица 2. Состав и минерализация грунтовых вод под целинными почвами солонцового комплекса (по: Сиземская, Бычков, 2005)
Годы Минер., НСОз" СГ S042- Са2+ Mg2+ Na+ УГВ, М
г/л ммоль-экв/л
Солончаковые солонцы
1950-е* 5,2±0,5 3,2±0,4 25,5±7,1 53,6±6,7 31,2±5,1 11,9±3,9 39,2±11,1 7,010,2
2000-е 6,8±],4 4,0±0,4 53,3±10,1 52,6±13,3 29,5±2,7 24,4±4,4 56,2±23,2 5,4±0,2
Лугово-каштановыс почвы
1950-е* 0,6±0,4 4,5±0,4 0,8±0,4 6,7±6,3 5,4±4,4 3,5±0,9 3,1±1,6 6,9±0,1
2000-е 3,2±2,0 5,4±0,3 13,7±9,9 28,8±21,1 13,9±6,6 5,9±4,1 28,1±20,4 5,1 ±0,4
* - по данным Роде, Польского, 1961. Выделено значимое (при Р=0,8) изменение по сравнению с данными 50-х годов
Капиллярная кайма поднявшихся засоляющихся ГВ начинает оказывать все большее воздействие на нижнюю и среднюю часть почвенного профиля, приводя к ее засолению. В целинных солончаковых солонцах происходит значительное увеличение запасов иона СГ в толще 50-500 см, снижение запасов S042~ - иона в слое 100-250 см, Na+ - в слое 100-200 см, Са2+ - в слое 150-200 см. Выявлена тенденция к накоплению иона Mg2+ в слое 0-100 см и достоверное снижение суммы легкорастворимых солей (ЛРС), выраженное в единицах массы, в слое 50-250 см. Эти изменения в составе солей можно объяснить подъемом уровня минерализованных грунтовых вод, восходящим передвижением NaCl с током почвенных растворов и одновременно проходящими реакциями вытеснения обменных ионов Са2+ и Mg2+ из почвенного поглощающего комплекса (ППК) ионом Na+ с последующим осаждением гипса, а также, возможно, образованием легкорастворимых хлоридов магния.
Снижение запасов ЛРС в слое 50-250 см, выраженное в кг/м2 не связано с процессами рассоления, а происходит благодаря изменению состава солей, поскольку замещение 1 ммоль экв S042 (48) одним ммоль экв иона СГ (35,5) должно приводить к снижению общей массы солей.
Высказано предположение, что периодические подъемы уровня грунтовых вод способствуют сохранению в почвенно-грунтовой толще солончаковых солонцов горизонта скопления ЛРС.
Результаты лабораторного модельного эксперимента подтвердили, что в засоленных горизонтах солончаковых солонцов подъем уровня грунтовых вод сопровождается увеличением содержания хлоридов Са2+ и Mg2+ в составе ЛРС, вытеснением щелочноземельных катионов натрием из ППК и осаждением гипса в некоторых горизонтах (Топунова, Сиземская и др., 2003).
В целинных лугово-каштановых почвах выявлено засоление почвенного профиля зз 50-летний период (рис. 1). При этом происходит усложнение строе-
ния солевого профиля почв по сравнению с таковым в середине XX века. Все большую роль в составе ЛРС начинают играть хлориды и сульфаты натрия, а содержание ЛРС в слое 0-200 см достоверно увеличивается, в среднем, в три раза, в слое 0-400 см - в два раз. Содержание в слое 0-200 см наиболее подвижных ионов СГ и №' возрастает в десятки, менее подвижного БО/" - в пять раз. В то же время, в верхнем 0-50 см слое заметно уменьшается содержание иона Са2+, что связано, очевидно, как и в солонцах, с реакциями катионного обмена. В результате возникает вероятность осолонцевания этих почв, вызванная появлением в почвенном профиле в значительных количествах обменного (Колесников, Соколова, Сиземская, 2006). Также в верхней части почвенно-грунтовой толщи наметилась тенденция к некоторому снижению содержания М§2+. Весь почвенный профиль мощностью 150-200 см является активной зоной накопления ЛРС. Ухудшение солевого состояния лугово-каштановых почв связано с отсутствием затопления западин в последние годы, расходом пресных линз при транспирации целинной степной растительностью и усилением притока ЛРС с почвенными растворами из-под светло-каштановых почв и солонцов.
0-50 Р 50-100 ■' 100-15(Ы=
150-20Ы=
200-250J= 250-300 1= 300-350 6=
° 350—400 6= u 400-450 Р 450-566^
0-200J— 0-400 J=
0-500 i
□ Кл ■ Сн
0 100 200 300 Баланс, % от исходного
Рис. 1. Солевой профиль целинных лугово- Рис. 2. Баланс ЛРС за послед-
каштановых почв Северного Прикаспия: А, ние 50 лет в целинных солонцах
1 - в 50-е годы XX века (по: Роде, Поль- и лугово-каштановых почвах
ский, 1961); Б, 2 - в 2000-е годы; В - рас- (по сравнению с данными Роде,
пределение ЛРС по профилю (но: Сизем- Польского, 1961) екая, Бычков, 2005)
Эти явления, наблюдаемые в природе, нашли свое подтверждение и в лабораторных условиях. В результате проведенного модельного эксперимента по изучению влияния минерализованных грунтовых вод на незаселенные образцы лугово-каштановой почвы было выявлено засоление и осолонцевание исходных образцов, что проявилось в повышении содержания суммы солей, ионной силы раствора и в увеличении содержания обменного натрия в почвенном погло-
щающем комплексе. Была установлена отчетливая дифференциация состава ЛРС: в верхней части колонки возросла доля хлоридов, а среди катионов - Са2' и М§2+, почва приобрела хлоридно-кальциевый тип засоления, в то время как в нижнем слое колонок сохранился свойственный грунтовым водам сульфатно-натриевый тип засоления (Володина,..., Сиземская, 2002).
Рассматривая в целом изменения запасов солей в целинных солончаковых солонцах и лугово-каштановых почвах за последние 50 лет, можно выявить следующие общие тенденции (рис. 2). При кажущихся существенных количественных изменениях абсолютных величии содержания ЛРС в солончаковых солонцах, в процентном отношении эти значения не столь значительны и не превышают 30% в ту или иную сторону. В то же время, в лугово-каштановых, ранее незаселенных почвах, за такой же период запас ЛРС возрос в несколько раз, составив в некоторых случаях в слое 0-250 см около 200%.
С экологической точки зрения прогрессирующее засоление почвенно-грунтовых вод под всеми членами почвенного солонцового комплекса, накопление хлора в составе ЛРС, сокращение зоны аэрации, в среднем, на 2 м, ухудшают почвенно-гидрологическую обстановку. Наряду с усилением гидромор-физма территории, отмечается и всс большая недоступность грунтовых вод для растений из-за увеличения их минерализации.
В целом, изменения природно-климатической обстановки в последние десятилетия XX века позволяют характеризовать их как проявление этапа некоторой мезофитизации в современной эволюции ландшафтов полупустыни.
ГЛАВА 5. Трансформация почв под влиянием лесомелиорации
АЛМ воздействие как один из вариантов лесомелиорации приводит к коренным изменениям широкого спектра свойств почв солонцового комплекса, особенно солончаковых солонцов. Изменяется солевое состояние почв, которое мы рассматриваем как их интегральную характеристику, включающую совокупность ряда морфологических признаков, связанных с наличием в профиле ЛРС, гипса и карбонатов, а также данные о запасах, химическом и минералогическом составе солей, и представления о происхождении солей, их трансформации и миграции в почвенном профиле. Оно отражает и результирует проявление тех динамических процессов засоления-рассоления, которые происходили как в прежние эпохи эволюции почв, так и наблюдаемые на ее современном этапе. Таким образом, консервативность солевого состояния, с одной стороны, и актуальность показателей, с другой, позволяют оценить динамику, тренд, скорость процессов естественной эволюции и трансформации почв при антропогенном воздействии. Кардинально меняется также строение профиля, его морфология и микростроепие, состав ППК и другие характеристики.
Выращивание массивных лесных насаждений на лугово-каштановых почвах понижений мезорельефа дополнительно «включает» элементы биологического круговорота за счет накопления лесной подстилки. Рассмотрена трансформация именно тех почвенных свойств и процессов, которые наиболее сильно изменились под влиянием лесомелиоративного воздействия.
5.1. Трансформация почв солонцового комплекса в системе АЛМ воздействия Изменение строения морфологического профиля почв
В процессе мелиорации начинает формироваться специфический профиль преобразованных солонцов, состоящий из однородного пахотного горизонта и элювиально-солевых горизонтов (ЭСГ, по Максимюк, 1974). Солонцовый горизонт с его неблагоприятными свойствами полностью исчезает из почвенного профиля (рис. 3).
ВЗсаскхк-
ВСсасАа2
ВЗса'
ВЗса
ВСса
з Ш13 1=1 б
Рис. 3. Особенности морфологического строения целинных (А) и длительно мелиорируемых (В) почв солонцового комплекса: I - солонец, II - лугово-каштановая почва: 1 - границы генетических горизонтов; 2 - граница вскипания; 3 - горизонт с карбонатной белоглазкой; 4 - горизонты с выцветами легкорастворимых солей; 5 - горизонты с мелкокристаллическими гипсовыми стяжениями; 6 - верхняя граница появления гипсовых стяжений (друз)
Пахотный горизонт, несмотря на исходно неоднородный материал, его слагающий, со временем становится все более однородным на всех членах ком-
плекса. Для пего характерна средняя мощность около 40 см, глыбисто-комковато-иорошистая структура, значительная, по сравнению с целинными участками, корне-, воздухо- и влагонроницаемость.
Проведенные микроморфологическис исследования позволили выявить тенденции к некоторому увеличению окультуренпости пахотного горизонта солонцов за 40-летний период их мелиорации (Лебедева, Сиземская, 2010). Это диагностируется по значительному повышению содержания экскрементов почвенной мезофаупы, усилению биогенной переработки почв, увеличению пористости, в том числе, содержанию биогенных пор, некоторому возрастанию количества органического вещества, в том числе, и сгустковых микроформ гумуса. В то же время, в средней части профиля мелиорируемых солонцов выявлены признаки слитизации и ухудшения структуры, вызванные переупаковкой почвенных частиц при выносе ЛРС и гипса. Это приводит к уменьшению пористости, развитию щелевидных трещин усыхания, ведущих к неравномерному увлажнению почв.
К позитивным изменениям, происходящим при мелиорации лугово-каштановых почв, как и в солонцах, можно отнести формирование среднемощ-ного пахотного горизонта, корне-, воздухо- и влагопроницаемого. Повышается граница вскипания, в почвенном профиле начинают присутствовать крупные корни древесных растений. Наблюдается появление большего количества и более темных глинистых кутан по боковым граням структурных отдельностсй, и на все больших глубинах. Однако и здесь уменьшение пористости средней части профиля и развитие щелевидных трещин усыхания, наряду с укрупнением и упрочнением горизонта, также можно отнести к неблагоприятным последствиям мелиорации, приводящим к неравномерному увлажнению почв.
Выявлено, что даже на пятом десятилетии мелиорации различия в морфологическом строении мелиорируемых почв остаются существенными. Это касается как набора слагающих эти почвы горизонтов, так и их мощности, структуры, окраски, характера порового пространства, распределения и типов солевых новообразований и других морфологических показателей (рис. 3).
Изменение морфологии и микростросния аккумуляций легкорастворимых солей, гипса и карбонатов
Особенности морфологии аккумуляций ЛРС, гипса и карбонатов являются существенными показателями их солевого состояния.
В целинных и мелиорированных солончаковых солонцах Северного При-каспия сношения ЛРС представлены двумя морфологическими формами: солевым мхом на стенках разрезов и солевыми налетами в форме чешуек в почвенной массе. Солевой мох состоит из друзовых агрегатов вытянутых, хорошо ограненных кристаллов, в солевых налетах обнаружены две микроморфологические формы солсй: плотно упакованные агрегаты параллельных уплощенных кристаллов (рис. 4.1) и рыхло упакованные агрегаты ромбоэдрических кристаллов (рис. 4.2). В мелиорированных солончаковых солонцах по сравнению с целинными верхняя граница появления морфологически выраженных ЛРС понижается с 20 до 50 см, вплоть до их исчезновения из почвенного профиля.
Под влиянием мелиорации в соответствии с изменением химического состава меняется и минералогический состав ЛРС: в целинном профиле они представлены преимущественно астраханитом (№2М§(804)2-4Н20) с примесыо тенардита (№2804), а в мелиорированном - тенардитом и мирабилитом (№2804-10Н20) с примесыо астраханита. Таким образом, новообразования ЛРС могут быть использованы для диагностики процессов мелиорации засоленных почв.
Нами изучены и впервые подробно охарактеризованы формы гипсовых новообразований, их распределение, особенности макро- и микростроепия и состава в целинных условиях и на разных этапах мелиорации, разработаны диагностические признаки оценки их состояния в почвенном профиле.
Рис. 4. Микрофотографии солевых новообразований в солонцах: (1-2) - скопления ЛРС: 1 - солевой налет, целина, 100-120 см, х 10000; 2 - солевой налет, 40 лет мелиорации, 120-140 см, хЮООО; (3-6) - гипсовые новообразования: 3 -вкрапленники, целина, 140-210 см, хЮОО; 4 - точки, целина, 40-50 см, хЮОО; 5 - вкрапленники, 40 лет мелиорации, 140-210 см, хЮОО; 6 - прожилки, 40 лет мелиорации, 65-100 см, хЮОО
Гипс в исследованных солончаковых солонцах представлен двумя генерациями: сферолитами, гнездами и трубочками крупнокристаллического гипса в нижних горизонтах и в почвенпо-грунтовой толще и разнообразными скоплениями тонкокристаллического гипса (точками, ниточками, прожилками, вкрапленниками, кутанами), отличающимися особенностями макро- и микростроения, характером упаковки кристаллов и их размерами, приуроченностью к различным почвенным горизонтам, обилием. Гипсовые сферолиты и трубочки, очевидно, унаследованы от материнской породы, другие виды новообразований являются их производными и сформировались в ходе почвообразования при
восходящем движении через гипсовые прослойки почвенных растворов, насыщенных по гипсу.
Содержание гипса в различных формах гипсовых стяжений, по данным термического анализа, составляет: 69-88% - в агрегированных гнездах, 69-76% -в гипсовых сферолитах, 41-59% - в гипсовых кутанах.
Самыми молодыми и «динамичными» образованиями являются точечные и нитевидные формы, в зависимости от условий увлажнения испытывающие растворение или кристаллизацию (рис. 4.3, 4.4). Мелиорация приводит к существенным изменениям в строении и характере распределения по профилю гипсовых новообразований: многие виды и на все больших глубинах начинают испытывать растворение (рис. 4.5), которое часто сопровождается их перекристаллизацией in situ и появлением мелких идиоморфных гипсовых рыхлоупако-ванных кристаллов И генерации (рис. 4.6).
На поздних стадиях мелиорации точечные и нитевидные новообразования полностью исчезают из почвенного профиля, уменьшается количество и разнообразие морфологических форм гипсовых скоплений и существенно понижается глубина их залегания. Зона выноса охватывает метровую толщу. Почвы становятся глубокогипсовыми. В связи с потерей гипса возможно ухудшение водно-физических свойств мелиорируемых солонцов и появление слитооб-разования.
В желто-бурых хвалынских суглинках, являющихся почвообразующей породой, карбонаты содержатся в количестве около 11% и представлены только рассеянными формами (Роде, Польский, 1961). В целинных почвах в верхней части профиля происходит перераспределение карбонатного материала и формирование иллювиалыго-карбоиатного горизонта на глубинах 30-60 см в солонцах, 60-110 см в лугово-каштановых почвах. Такое профильное распределение карбонатов обязано водному режиму почв. В пределах этих горизонтов 520% карбонатного материала сегрегировано в скоплениях типа пропитки и белоглазки. Выявлено, что преобладающим минералом в них является кальцит, а содержание MgCC>3 незначительно (менее 5%). Содержание СаСОэ в различных типах новообразований увеличивается от пропитки и белоглазки с диффузными границами (11-48%) к белоглазке с отчетливыми границами (47-77%). С глубиной в составе белоглазки возрастают размеры кристаллов кальцита, уменьшается доля вытянутых кристаллов и увеличивается доля более изометричных кристаллов. Предполагается, что в формировании белоглазки, представленной самыми тонкодисперсными, преимущественно вытянутыми кристаллами кальцита, принимают участие восходящие токи почвенных растворов.
Под влиянием агролесомелиорации происходит обогащение верхних почвенных горизонтов карбонатами, вовлекаемыми плантажной вспашкой из ил-лювиально-карбонатных почвенных горизонтов, и механическое разрушение белоглазки в пределах пахотного слоя. В лугово-каштановых почвах выявлен поверхностный привнос карбонатного материала с соседних участков, занятых солонцами и светло-каштановыми почвами, в процессе ежегодной обработки поверхности при пахоте и его достоверное накопление в слое 0-50 см. Все мелиорируемые почвы начинают вскипать с поверхности. Наблюдается также
тенденция к укрупнению кристаллов кальцита и к формированию кристаллов более правильной формы в мелиорируемых почвах по сравнению с целинными. Выявлено, что дополнительное увлажнение и развитие лесных биогеоценозов на месте полупустынных может приводить к ускорению процессов образования, перекристаллизации и сегрегации карбонатов. При этом одним из важных источников поступления кальция может быть растворение гипса, наблюдающееся в мелиорируемых солонцах.
Изменение некоторых химических свойств и текстурной дифференциации почв
В мелиорируемых солонцах основные изменения химических свойств почв касаются распределения и запасов гумуса, состава ППК и некоторых других (табл. 3). Мелиорируемые солонцы сохраняют слабощелочную реакцию среды (рН 8,1-8,8), доля же поглощенного Ыа1 в составе ППК уменьшается с 33 до 5-7% в верхней части профиля, что свидетельствует об их рассолонцевании (Романенков, 1989; Сиземская, Романенков, 1992). Это сопровождается изменением нспромывного типа водного режима этих почв на периодически промывной с миграционно-потускулярным промачиванием, улучшением их водопроницаемости и увеличением глубины их весеннего промачивания (Базыкииа, 1974, 1978, 2000).
Содержание гумуса при сельскохозяйственном использовании солонцов и его запасы в слое 0-40 см остаются почти постоянными и составляют 61-69 т/га, очевидно, из-за перемешивания пахотного горизонта при вспашке и привноса в него материала из верхней части профиля лугово-каштановых почв.
В верхних горизонтах лугово-каштановых почв в процессе агролесомелиорации содержание гумуса достоверно уменьшается вследствие усиления минерализации и снижения поступления органического вещества с наземным и корневым отпадом. Величина его потери из слоя 0-40 см существенно увеличивается с 15 т/га на начальных этапах мелиорации до 26 т/га к концу 40-летнего периода мелиорации (Сиземская, 1989). Значения рН в верхних горизонтах мелиорированных почв выше, чем в целинных, возможно, как за счет припахива-ния материала из солонцов при обработках, так и за счет развития процессов окарбоначивания (табл. 3). Водный режим этих почв становится десуктивно-выпотным с периодическим сквозным промачиванием (Базыкииа, 1974,2000).
Свойственная целинным лугово-каштановым почвам текстурная дифференциация профиля по солонцовому типу, предположительно связанная с прохождением в процессе эволюции этими почвами стадии солончаков и солонцов с последующей промывкой пресными водами, на мелиорированных участках исчезает за счет механического перемешивания верхних горизонтов при плантажной вспашке.
Под воздействием длительной мелиорации в нижних горизонтах лугово-каштановых почв иногда появляются признаки вторичного осолонцевания (увеличение доли поглощенного Ыа' в составе ППК). Однако в целом в пределах полутораметровой толщи исследованных лугово-каштановых почв признаков развития современного солонцового процесса не наблюдается.
Таблица 3. Некоторые показатели химических свойств и содержание илистой фракции в целинных и мелиорируемых почвах
Горизонт Глубина, см Гумус, % рН Карбонаты, % >к О о"4 О ЕКО, ммоль экв./100 г Ыа' по-глощ., %от ЕКО Сод. фракции <0,001 мм, %
Солончаковые солонцы, целина
А1А2 0-9 1,78 8,39 1,5 0,08 17,8 2,8 24
В21 са2 9-29 1,30 9,01 5,4 0,29 19,8 11,1 29
ВЗ са2 сэ2 29-72 0,33 8,76 9,1 1,57 17,1 33,3 34
ВЗ са се2 ва2 72-112 0,24 8,81 16,1 1,90 16,4 36,6 31
ВЗ' са сб2 ва2 112-156 0,20 8,81 8,1 1,69 13,7 35,8 29
ВС са сэ2 эа2 156-185 0,17 8,74 9,8 1,76 16,8 38,7 30
Мелио рируемые солонцы, 40 лет мелиорации
Ар са 0-40 1,30 8,73 8,4 0,06 19,8 4,5 25
ВЗ са2 ся2 40-65 1,02 8,80 16,5 0,08 17,3 4,0 33
ВЗ са се2 65-100 0,27 8,26 13,4 0,51 17,1 9,4 32
ВЗ' са сэ2 100-140 0,16 8,40 11,6 0,95 15,4 22,7 31
ВС са се2 ва2 140-2101 0,14 8,81 12,1 0,77 16,6 38,0 30
Лугово-каштановые почвы, целина
А1 0-12 5,19 7,42 1,1 0,07 16,7 1,2 И
А1В 12-31 3,47 7,66 1,3 0,07 15,8 1,3 26
ВЗса 31-70 2,42 7,91 5,7 0,07 18,0 1,1 35
ВЗса2 70-100 1,80 8,31 13,0 0,08 17,9 1,1 23
ВЗ' са2 100-120 0,96 8,46 15,8 0,09 18,4 1,1 26
ВСса 120-160 0,67 8,24 14,3 0,10 18,8 1,6 28
Лугово-каштановые почвы, 40 лет мелиорации
Ар са 0-18 4,10 7,92 4,3 0,04 18,9 1,6 26
Ар1 18-35 3,54 8,02 2,7 0,04 19,3 1,6 29
В1са 35-55 1,40 8,34 6,1 0,05 18,0 1,7 20
ВЗса2 55-80 0,91 8,43 12,2 0,06 17,4 1,1 25
ВЗ' са2 80-120 0,69 8,46 14,0 0,08 17,0 1,2 25
ВСса 120-180 0,48 8,46 12,3 0,13 14,9 1,3 28
5.2. Трансформация лугово-каштановых почв больших падин под влиянием выращивания массивных лесных насаждений
Существенную трансформацию при выращивании массивных лесных насаждений претерпевают лугово-каштановые почвы больших падин. Это связано с формированием и функционированием лесного биогеоценоза и, в первую очередь, с принципиальным изменением круговорота веществ, одним из основных звеньев которого становится накопление и разложение лесного опада. Изученные дубовые насаждения по составу почвенных сапрофагов, среди которых наиболее массовую группу составляют личинки двукрылых (в основном, Т1риИс]ае и В1Ыотс1аё) и дождевые черви, наиболее близки к юго-восточным
лесостепным дубравам на темно-серых лесных почвах (Всеволодова-Перель, Сиземская, 2000; Всеволодова-Перель, Сиземская, Колесников, 2010).
Однородный в целинных условиях гумусовый горизонт в ходе лесомелиорации дифференцируется. Резко увеличивается коэффициент структурности верхнего гумусового слоя: с 0,55 на целине до 1,23 под дубовым насаждением. Деятельность интродуцированных в падину под массивные насаждения поч-венно-подстилочных дождевых червей Eisenia nordenskioldi (Eisen) приводит к дополнительному накоплению в почве гумуса, способствует формированию высокой биогенной агрегированное™ почвы и определяет изменение процессов гумусообразования (Всеволодова-Перель, Сиземская, 1989, 2000). Биогенная переработка почвенными беспозвоночными (там, где интродуцировапы дождевые черви) способствует появлению ярко выраженной копрогенной структуры в гор. Al (содержание фракций 7-5 мм во фракционном составе почв возрастает в 6-7 раз), а коэффициент структурности достигает 4,08.
В культурах дуба лесную подстилку образует слой неразложившегося до конца листового опада (А01), у контакта с почвой частично переработанный и перемешанный с копролитами дождевых червей. Соответственно, и запас подстилки в нем характеризуется наиболее низким показателем (1,09 кг/м2) по сравнению с данными, полученными на других пробных площадях, где запас подстилки в начале весны превышал 3 кг/м2 (Оловянникова, 2000; Всеволодова-Перель, Сиземская, 2005). Основная масса подстилки сосредоточена в хорошо разложившемся слое АОЗ, для которого характерна также более высокая зольность. С переходом от верхнего слоя А01 к нижнему (АОЗ) заметно сокращается отношение C:N, а реакция среды становится слабощелочной (Всеволодова-Перель, Сиземская, 1989,2005).
Существенно меняется карбонатный профиль почв. В целинных условиях обычно выделяются две формы карбонатов: прожилки и белоглазка, которые встречаются совместно в горизонте Вса. В почвах под насаждениями увеличивается общее количество белоглазки и ее размер, меняется характер ее распределения в горизонте: из равномерного он становится гнездовым. Это связано с изменением гидрологического режима почв падины в настоящее время и более близким залеганием к поверхности уровня грунтовых вод с повысившейся минерализацией по сравнению с 50-и годами прошлого века (Верба, Ямнова, Сиземская, 2005). Почвы под насаждениями, в отличие от целины, характеризуются меньшей плотностью, более высокой пористостью и водопроницаемостью, а также повышенным содержанием гумуса (табл. 4).
Происходит усиление вертикальной дифференциации гумусового горизонта по содержанию гумуса, агрегированное™ и, соответственно, улучшению водно-физических свойств почвы. На основе анализа микростроения изученных почв выявлена трансформация морфотипа гумуса: мягкий (mull) (по Bal, 1970) темно-серый дисперсный гумус целинных почв становится более грубым гумусом (moder) с обилием растительных остатков, в разной степени переработанных биотой. В целом, в почвах под массивными насаждениями происходит изменение процессов гумусообразования, окарбоначивания, оглеения (Верба, .Ямнова, Сиземская, 2005).
По своему облику и особенностям произрастающие на этих почвах насаждения наиболее близки к южнорусским широколиственным лесам, граница естественного ареала которых проходит много севернее данной территории, в районе р. Еруслан (Сиземская, Сапанов, 2006).
Таблица 4. Некоторые физико-химические показатели верхнего 0-10 см слоя гумусового горизонта лугово-каштановых почв больших падин
Участок рН Объемная масса, г/см3 Скорость впитывания 100 мм/мин. Ко-эфф. структ С,% Запас гумуса, кг/м2 N общий, % C/N
Целина 7,307,44 1,30±0,03 85 0,55 2,62±0,35 1,98±0,18 4,86 0,25±0,02 10,48
Насаждение дуба, 50 лет 6,436,86 1,04±0,02 22 1,23 4,12±0,30 3,07±0,38 5,98 0,34±0,04 12,12
То же, с ин- тродуциро- вапными дождевыми червями 7,457,68 0,98±0,04 13 4,08 7,44±0,74 1,86±0,03 6,08 0,70±0,07 10,69
* над чертой - в слое 0-3 см, под чертой - в слое 3-10 см
По мере взросления насаждений возрастает их привлекательность, и все разнообразнее и интенсивнее становится рекреация, тяготеющая к искусственным лесным биогеоценозам (Сиземская, Сапанов, 2004).
5.3. Подходы к классификации мелиорируемых почв
Система мелиоративных мероприятий на почвах солонцового комплекса приводит к созданию антропогенных почв с новой системой генетически взаимосвязанных горизонтов. Эти почвы не имеют аналогов в природе и не могут быть отнесены к солонцам или каким-либо другим таксонам. Помимо выноса солей основным диагностическим процессом при мелиорации и сельскохозяйственном использовании этих почв является формирование нового однородного пахотного слоя с благоприятными водно-физическими свойствами из материала надсолонцового, солонцового и верхней части первого подсолонцо-вого горизонтов. Наличие такого горизонта позволяет отнести вышеописанные почвы по новой классификации к отделу агроземов (Классификация..., 2004). Для выделения мелиорируемых солонцов на уровне типа можно предложить определение "агрозем элювиально-солевой" с набором горизонтов: Apca-BELl-DEL2-C. При этом первый элювилыю-солевой горизонт (ЭСГ, по Максимюк, 1974) является зоной преимущественного выноса как ЛРС, так и гипса, второй ЭСГ - зоной преимущественного выноса ЛРС. В подтиповом названии можно указать результат мелиоративного воздействия - постсолонцовый и каштановый (Сиземская, 1991).
Лугово-каштановые почвы целинных территорий относятся к типу каштановых гидрометаморфизованных, мелиорированных - к агроземам текстурно-карбонатным. Таким образом, если в классификации 1977 г. изменения, вызванные мелиорацией, диагностировались лишь на уровне рода почв, то, по со-
временным представлениям, антропогенное воздействие приводит к трансформации почв на уровне типа (Классификация..., 2004).
ГЛАВА 6. Изменение солевого состояния почв под влиянием лесомелиорации
Солевое состояние почв определяется целым рядом факторов: длительной историей становления и эволюции почвенного покрова Прикаспийской низменности, климатической и гидрологической обстановками, антропогенным воздействием, - и их совокупным влиянием, а современный этап мелиорации почв солонцового комплекса характеризуется усилением процессов вторичного засоления почвенно-грунтовой толщи и трансформацией солевых профилей.
На интенсификацию этих процессов при АЛМ оказывают влияние степень засоления грунтовых вод, смещение вверх по профилю капиллярной каймы вследствие подъема УГВ, усиленный расход влаги из грунтовых вод при де-сукции, образование в их зеркале под лугово-каштановыми почвами депресси-онных воронок, подток туда засоленных грунтовых вод и почвенных растворов из-под солонцов и светло-каштановых почв.
6.1. Дииамика и баланс лсгкорастворимых солей в агролесомелиоративных системах
Существенные изменения в солевом состоянии почв происходят под влиянием АЛМ мероприятий. Нами прослежена динамика этого воздействия за последние 25 лет и охарактеризованы его результаты. Выявлены особенности солевого состояния почв на участках разной длительности и интенсивности мелиорации на разных ее этапах, установлены важные закономерности пространственного и временного перераспределения солей, проведены расчеты скорости рассоления, балансов и запасов солей и отдельных ионов по полуметровым слоям и в целом в толще мощностью 0-200 см, 0-400 см.
По мере развития мелиоративного процесса уменьшение запасов суммы солей и отдельных ионов в солонцах наиболее быстро происходило в первые 15-20 лет мелиорации (Максимюк, 1974), после чего оно существенно замедлилось. Это проявление общей закономерности в развитии всех компонентов экосистем (Роде, 1947; Одум, 1986). К началу 80-х годов вынос солей за пределы почвенной толщи достиг значительных величин - до 35-38 кг/м2 или 72-87% от их исходного содержания. Перераспределение солей происходило по элювиально-иллювиальному типу. Установлено, что длительное существование почв в условиях воздействия АЛМ систем становится важным фактором их антропогенной эволюции.
К настоящему времени запасы ЛРС в верхнем двухметровом слое мелиорируемых солонцов составляют около 50% и 35% от их запасов в целинных солончаковых солонцах при воздействии системы агролесомелиоративных мероприятий в течение 30 и 40 лет и 25% - при 50-летней мелиорации (рис. 5, табл. 5). Из верхнего метрового слоя при всех сроках мелиорации практически полностью вынесены наиболее токсичные ионы СГ и , также за счет преимущественного выноса иона хлора хлоридно-сульфатный тип засоления сменяется сульфатным.
Верхние 60 см почвы незасолены, в слое 60-160 см наблюдается сильное засоление (по градации Базилевич, Панковой, 1968), в слое 160-380 см - очень сильное засоление, в нижележащих горизонтах до грунтовых вод - сильное засоление, в то время как целинные солонцы уже с глубины 20 см до 300 см характеризуются очень сильным засолением и сильным засолением в нижележащих горизонтах. Смещение вниз границ слоя с очень сильным засолением в мелиорируемых почвах произошло из-за перераспределения токсичных солей под влиянием агролесомелиорации. На участках со сроком мелиорации 30 и 40 лет на глубинах 250-350 см по сравнению с целиной происходит увеличение содержания сульфатов натрия и магния за счет их выноса в процессе мелиорации из вышележащей толщи, хотя велика вероятность их поступления с поднявшимися грунтовыми водами. Наблюдаемая в настоящее время некоторая реставрация засоления в солонцах связана с воздействием подъема УГВ.
При агролесомелиорации, направленной на улучшение свойств солончаковых солонцов, в этот процесс при сельскохозяйственных обработках вовлекаются и лугово-каштановые почвы, не нуждающиеся в таком воздействии. На ранних стадиях агролесомелиорации существенных признаков ухудшения их солевого состояния в верхней 2-метровой толще (т.е. выше зоны воздействия капиллярной каймы), наиболее освоенной корнями, не наблюдается, однако отмечено появление негативных тенденций засоления грунтовых вод: повышение минерализации и концентраций в них иона хлора, натрия. Со временем появляется засоление почвенно-грунтовой толщи лугово-каштановых почв, находящихся в прикулисных частях некоторых АЛМ участков, а в пределах всех почв солонцового комплекса происходит формирование двух различных по степени засоления зон: опресняющейся, мощностью до 3-3,5 м, и зоны засоления, распространяющейся до грунтовых вод (Максимюк, 1989). Наши дальнейшие исследования выявили прогрессирующее засоление лугово-каштановых почв (Си-земская, 1990; Соколова и др., 2000,2001; Бычков и др., 2005).
Современное солевое состояние мелиорированных лугово-каштановых почв во многом определяется их существованием в условиях АЛМ систем на фоне сокращения зоны аэрации, вызванной подъемом уровня грунтовых вод в период 80-90-х годов XX столетия на территории Северного Прикасния. В результате происходит изменение их химизма засоления с гидрокарбонатно-кальциевого на хлоридно-кальциевый тип и увеличение минерализации, в среднем, до 6 г/л. Такой состав и тип засоления особенно часто встречается на тех участках, где в почвах вследствие сильной десукции древесных растений и расхода линзы пресной воды происходит образование депрессионных воронок, компенсационно заполняемых водой с высокой минерализацией за счет ее подтока из-под прилегающих светло-каштановых почв и солонцов.
На всех участках выявлены процессы засоления почвенно-грунтовой толщи (рис. 5), диагностируемые по формированию в пределах капиллярной каймы новых солевых контуров, верхняя часть которых образована преимущественно ионами 8С>42\ Са21", НСОз" и Ыа+; нижняя часть - Са2+ и СГ. Со временем отмечается подтягивание солей и перемещение этого солевого контура вверх по профилю.
и) о
0-5 О 50-100 100-150 150-200 200-250 250-300 300-350 350-400 400-450 450-500
0-50 50-100 100-150 150-200 200-250 250-300 300-350 350-400 400-450 450-500
0-50 50-100 100-150
150-200
■
250-ЗС0 300-350 350-400 400-450 450-500
0-50 50-100 100-150 150-200 200-250 250-300 300-350 350-400 400-450 450-500
0-200 0-400 0-500
0-200 0-400 0-500
0-200 0-400 0-500
0-5 0 50-100 100-150 150-200
250-300 ззз-ззо
450-500
0-200 0-400 О-500
0-50 50-100 100-150 150-200
ззз-^зз
4С0-450
450-500
0-200 0-4С0 0-500
0-50 50-100
150-200 -: . : 250-300
350-400 400-450 450-500
Баланс запасов
Запас солей
0-50 100-150 200-250 300-350 400-450
0-200 0-400 0-500
0-50 50-100 100-150 150-200 200-250 233-333 ЭСО-350 350-4С0 400-450 450-500
0-200 0-400 0-500
0-50 50-100 100-150 150-2С0
200-250 -
¿зо
450-5С0
0-50 50-100
100-150 • -
■ззззоз
ззе- ззз - -
400-450 450-500
0-200 0-400 0-500
0-50 50-100 100-150 150-200 200-250 >-з-ззз
350-400
450-500
0-200 0-400 0-500
0-50 50-100 100-150 150-200
2=з,~ззз 300-350 350-400 ■333--33 450-500
0-200 0-400 0-500
0-50 50-100 100-150 150-200 ззз-ззз /
ЗСС-350
400-450 450-500
0-50 50-100 100-150 150-200 200-250 ;
ззз-ззс
3~0-ч3;
:з--зз 450-500
0-200 0-400 0-500
> Запас солей
0-50 100-150 200-250 300-350 400-450
0-200 0-400 О-500
целина, 2000-е годы;
50 лет мелиорации
Рис. 5. Изменение запасов солей (кг/м2), отдельных ионов (г-экв/м2) и баланс их запасов (% от исходного состояния) по полуметровым слоям в средних мелиорированных солонцах (А) и лугово-каштановых почвах (Б), 50 лет мелиорации
Хотя ион хлора в токсичных для растений количествах - более 2 ммоль-экв. /100 г почвы (Эрперт, 1974) появляется уже с глубины 150 см, на протяжении всего периода мелиорации па всех участках отмечается отсутствие засоления в верхней части почвенного профиля (табл. 5).
На данном этапе мелиоративного процесса, несмотря па негативные тенденции, сохраняющаяся иезасоленной толща мощностью 125-150 см вполне пригодна для сельскохозяйственного использования. Однако при дальнейшем проведении AJ1M мероприятий и, тем более, выращивании древесных насаждений, такая ситуация становится все менее благоприятной из-за сокращения при подъеме УГВ мощности зоны аэрации и зоны опреснения (в силу возрастающего десуктивного расхода грунтовых вод древесными насаждениями и связанной с этим аккумуляцией JIPC).
Помимо балансовых расчетов, направленность процессов рассоления-засоления солончаковых солонцов и лугово-каштановых почв может быть охарактеризована величинами активности ионов СГ, Na+ и Са2\ Для экспрессной оценки эффективности мелиоративных мероприятий в солончаковых солонцах суммарная концентрация солей в водной вытяжке (с величиной ионной силы раствора 1ф не более 0,12 м/л) может быть определена по уравнению £с, % = 0,4147ЭП с ошибкой расчета не более 20 %, где £с, % - сумма солей, ЭП - измеренная электропроводность водной вытяжки. Концентрация СГ в водной вытяжке солончаковых солонцов может оцениваться по данным асГ, ЭП и уравнению 1эф = 0,0156ЭП с ошибкой, не превышающей 20 % (Толпешта, Соколова, Сиземская, 2000).
6.2. Влияние древесных насаждений па профильное и пространственное перераспределение солей в почве
Под однорядными кулисами из вяза приземистого, расположенными на мелиорируемых полях, при существенном выносе солей из солонцов и сбросе их в грунтовые воды, столь же существенно возрастает их содержание в лугово-каштановых почвах (табл. 5). В почвенном профиле (непосредственно под деревьями) ЛРС находятся практически с поверхности (рис. 6).
По-видимому, это связано с мощным подтягивающим десуктивным действием корней деревьев. Здесь солевой горизонт оказывается «подвешенным» в зоне интенсивного влагообмена. Максимум скоплений ЛРС, превышающий содержание 0,3%, приурочен к глубинам 100-400 см.
В лугово-каштановых почвах под кулисами запасы солей в слое 0-200 см в 4 раза превышают таковые в межкулисном пространстве, на порядок увеличиваются запасы сульфат-иона и иона натрия, а накопление запасов иона СГ в токсичных количествах отмечается уже с глубины 100 см.
В почвах под колками (насаждениями из дуба черешчатого и вяза приземистого, сохранившимися по западинам при распаде плотных многорядных конструкций) прослежены тенденции дальнейшего засоления грунтовых вод под ними и изменение свойственного лугово-каштановым почвам химизма засоления (с гидрокарбонатно-кальциевого на хлоридно-сульфатно-кальциевый).
Таблица 5. Характеристика почвенно-гидрологической обстановки участков при различных видах их
использования
Почва Участок Дата УГВ.м Минерализация, г/л Запас солей, кг/м , слой (см) Особенности использования
0-200 0-400
Солонец солончаковый Целина 19501 7,0 5,2 57 100
2002 5,4* 6,8 49* 91
АЛМ система Межкулисное пространство 1983 5,7* 6,4 16* 60* 24 года лесомелиорации
2002 6,0* 10,5* 33* 76* 43 года лесомелиорации
Кулиса 2002 4,4* 15,9* 19* 53* 43-летняя 1-рядная из вяза
Залежь 2008 5,5* 9,6 41 101 30-летняя залежь
Орошение 1990 2,5* 37,1* 30* не опр. 10 лет орошения, «Волжанка»
2003 3,8* 25,3* 17* 52* Через 3 года после прекращения 20-летнего орошения
Лугово- каштановая западин Целина 19501 6,9 0,6 0,9 2,3
2002 5,1* 3,2* 2,7* 5,4*
АЛМ система Межкулисное пространство 1983 5,6* 0,7 1,5 3,5 24 года лесомелиорации
2002 4,9* 6,3* 2,5 8,5* 43 года лесомелиорации
Кулиса 2002 4,6* 5,2* 9* 27* 43-летняя 1-рядная из вяза
Залежь 2008 5,4* 2,9* 3,2* не опр. 30-летняя залежь
Колок 2005 4,8* 2,0 3,5 15* 55-летнее насаждение из дуба черешчатого и вяза приземистого
Орошение 1990 2,4* 13,1* 10* не опр. 10 лет орошения, «Волжанка»
2003 3,5* 6,5* 2,8 6,7* Через 3 года после прекращения 20-летнего орошения
Обводнение 2002 3,0* 24,0* 5,3* не опр. 20 лет воздействия, на расстоянии 90 м от канала
Лугово-каштановая большой падины Целина 19501 7,9 0,4 0,8 1,5
2005 5,1* 3,4* 2,0* 4,7*
Массив 2005 4,8* 6,3* 7,3* 20* 55-летнее насаждение из дуба
2005 4,3* 5,2* 4,9* 11* 55-летнее насаждение из вяза
по данным: Роде, Польский, 1961. * - различия по сравнению с исходным состоянием достоверны при Р=0,8
В то же время, выявлено сохранение квазистабилыюго солевого состояния, которое обязано процессам периодического сквозного промачивапия и пополнения пресной линзы почвеино-груптовых вод за счет дополнительного снегонакопления лесными колками. Лесные культуры таких участков, находясь в удовлетворительном состоянии, сформировали особый локальный комплекс, «вписанный» в западину и оптимизирующий условия своего существования. Это подтверждается сохранением 2-метровой и более зоны опреснения (рис. 6, табл. 5) и наличием слабоминерализованпых грунтовых вод. Лишь в нижней части почвепно-грунтовой толщи, начиная с глубины 250-300 см, наблюдается усиление засоления, сформированного в основном хлоридами и сульфатами кальция.
д % Б ммагъэгоЛООг
Рис. 6. Распределение по профилю лугово-каштановых почв содержания ЛРС (А) и иона СГ (Б): 1 - на целине, 1950-е годы (по: Роде, Польский, 1961); 2 - на целине, 2000-е годы; 3 - в АЛМ системах, 50 лет мелиорации; 4 - под 50-летней кулисой из вяза приземистого; 5 - под 50-летним колком из вяза приземистого
Длительное существование искусственных лесных колков 55-летнего возраста по западинам без проведения постоянных агротехнических и лесово-дственных уходов свидетельствует о возможности создания оптимальной экосистемы в локальных понижениях (западинах), способствующей поддержанию устойчивого солевого равновесия почв, и является основанием для рекомендаций их к широкому применению в лссокультурпых мероприятиях на почвах солонцового комплекса.
Выявлена и охарактеризована существенная трансформация солевого состояния лугово-каштановых почв, происходящая под воздействием массивных лесных насаждений, выращиваемых в мезопонижениях рельефа - падинах.
Еще в начале 1960-х годов через 10 лет после посадки насаждений произошло увеличение минерализации грунтовых вод и изменение их состава, в котором стали преобладать хлориды кальция и магния. Благодаря значительному расходу влаги древесными растениями на десукцию, эти соли были подтянуты в почвенно-грунтовую толщу, что вызвало образование максимума содержания хлора в третьем метровом слое (Роде, Польский, 1961). В дальнейших
исследованиях было отмечено усиление этого процесса (Базыкина, Максимюк, 1978; Сапанов, 1990; Оловянникова, 1996). На современном этапе в почве с глубины 150 см резко увеличено содержание хлоридов Mg2+H Са2+ на фоне повышенного, по сравнению с 50-и годами XX века, содержания сульфата натрия (Верба, Ямнова, Сиземская, 2005). За 50 лет запас JIPC в слое 0-400 см увеличился с 1,5 кг/м2 до 20 кг/м2, на порядок - под массивным насаждением из вяза приземистого (табл. 5). Минерализация грунтовых вод возросла до 6-9 г/л по сравнению с исходной почвой, а их состав стал хлоридно-сульфатно-магпиевым. Объяснением данного явления может быть поступление ЛРС с грунтовыми водами «снизу» - вследствие исчерпывания линзы пресных грунтовых вод под насаждением при сильной десукции и обнажении нижележащих засоленных слоев почвенно-грунтовых вод (Сапанов, 2003). Эти явления на фоне подъема УГВ привели к заметному ухудшению состояния древостоя и частичной гибели деревьев (Сапанов, 2003).
Выявленные закономерности взаимовлияния солевого состояния почв и различных древесных насаждений позволяют обоснованно подойти к оценке перспективности их создания и длительного существования в жестких условиях полупустыни.
ГЛАВА 7. Изменение солевого состояния почв при других видах антропогенного воздействия
7.1. Солевое состояние почв при проведении обводнительно-оросительных
мероприятий
С конца 70-х годов XX века в связи с проведением обводнительно-оросительных мероприятий, которые становятся еще одним важным фактором антропогенной эволюции почв, происходит существенная трансформация почв солонцового комплекса. Уже в первые годы после начала действия обводнительных каналов, проложенных в земляном русле, из-за интенсивной фильтрации воды, которая составляет около 36 тыс. м3 с 1 погонного км канала (Сапанов, Сиземская, 1987), происходит подъем УГВ до критического уровня (ближе 3 м к поверхности) в зоне до 1,5 км от канала. При растекании в стороны в результате бокового движения вода из канала, проходя через засоленную почвен-но-грунтовую толщу солончаковых солонцов и растворяя в себе соли (сульфаты натрия и кальция), из хлоридно-натриевой становится хлоридно-сульфатно-натриевой по типу засоления, а ее минерализация сильно возрастает, с 1 г/л до 24 г/л. Вода характеризуется высокой опасностью засоления (SAR 46,78). В результате в профиле лугово-каштаповых почв приканальной территории происходит существенный привнос солей. Засоление наиболее токсичными ионами СГ и Na+ отмечается, начиная с глубины 70 см, при этом СГ накапливается на глубинах 70-250 см, а содержание Na+ постепенно возрастает с глубиной. Би-карбонатно-кальциевый тип засоления сменяется при этом хлоридно-кальциево-натриевым с участием соды. Сумма токсичных солей на глубине от 90 до 230 см значительно (в 10-20 раз) превышает порог токсичности. Максимальное значение суммы токсичных солей (0,67%) наблюдается на глубине 110 см, что соответствует максимальному содержанию ионов хлора 4,8 ммоль-
экв/ЮОг почвы. Общие запасы солей в 2-метровой почвенной толще на приканальной территории увеличились почти в 2 раза по сравнению с территорией вне зоны влияния канала (табл. 5), причем, их достоверное увеличеиие (при Р=0,9) отмечается уже с глубины 100 см. Это можно оценить как весьма негативные, с точки зрения использования почв в земледелии, явления, т.к. накопление наиболее токсичных ионов наблюдается уже у нижней границы корпе-обитаемой зоны. Морфологически это диагностируется по появлению с глубины 70 см интенсивных выцветов J1PC, маркирующих собой горизонт внутри-почвенного выпота.
В верхних 180 см в лугово-каштановой почве приканальной территории не происходит увеличения содержания натрия в ППК, а опасность осолопцева-ния оценивается как низкая. В профиле карбонаты присутствуют с поверхности, в отличие от целинных лугово-каштановых почв других участков, где они появляются с глубины 20-40 см. Это явление предположительно связано с осаждением карбонатов из грунтовых вод (Сиземская и др., 2008).
На орошаемых участках изменения в солевом состоянии почв солонцового комплекса произошли в результате полива на фоне подъема УГВ. Было установлено (табл. 5), что в них по сравнению с целиной и AJIM участками наблюдается существенное увеличение минерализации грунтовых вод, засоление и осолонцевание исходно незаселенных лугово-каштановых почв и вторичиое засоление и осолонцевание солончаковых солонцов, из которых часть J1PC была выщелочена в первые годы после начала орошения (Толпешта, Соколова, Си-земская, 1997). По данным Управления Палласовской ООС в 1986 году 30% поливных земель находилось в неудовлетворительном мелиоративном состоянии, в ряде хозяйств эта цифра достигала 90% (Сиземская, Сапанов, 1987).
За первое десятилетие использования оросительной системы без дренажа с агрегатами для полива типа ДДА и «Фрегат» на орошаемой территории УГВ в среднем поднялся на 1.9 м. В результате сброса солей в грунтовые воды их минерализация повысилась в 2-6 раз под солонцами и 2-20 раз под лугово-каштановыми почвами, а их состав стал хлоридно-сульфатно-натриевым под всеми почвами солонцового комплекса. Произошло частичное рассоление 2-метровой толщи солонцов (вынос J1PC из этого слоя составил около 25 кг/м2), сопровождаемое засолением лугово-каштановых почв (прирост запаса J1PC в том же слое составил около 9 кг/м2) за счет подъема минерализованных ГВ, а также бокового подтока растворов от солонцов к западинам, ускоренного процессами эвапотранспирации сельскохозяйственных культур (люцерны) с глубокой корневой системой. За 10-летний же период орошения запас солей в лугово-каштановых почвах в слое 0-200 см вырос на порядок, а скорость соленако-пления составляла 1 кг/м2 в год, при обводнении - 0,2 кг/м2 в год.
Распределение солей в профиле почв зависит от уровня залегания ГВ и контролируется двумя разнонаправленными процессами: рассолением почвенной толщи под влиянием дополнительного увлажнения оросительными слабоминерализованными водами и засолением почвенного профиля в результате подъема ГВ, содержащих большое количество солей.
После прекращения орошения отмечается понижение УГВ и существенное уменьшение их минерализации. На этом фоне запасы солей в 2-метровой почвенной толще столь же существенно и достоверно уменьшаются (табл. 5). Однако содержание иона СГ в солонцах все еще превышает порог токсичности, а почву в целом можно охарактеризовать как среднезасоленную до глубины 40 см и как силыюзасоленную на глубинах 40-150 см. В лугово-каштановых почвах выявлено уменьшение содержания ионов Na+, SO42' и СГ, хотя с глубины 80 см содержание последнего все еще превышает порог токсичности. В соответствии с уменьшением количества J1PC, прежде всего, сульфатов Na+, изменился и состав обменных катионов. И в солончаковых солонцах, и в лугово-каштановых почвах наблюдалось достоверное при Р = 0,9 снижение содержания обменного Na+, а обменного Са2+ - увеличилось.
7.2. Солевое состояние почв при введении залежного режима
Изучение почв залежных участков представляет несомненный теоретический и практический интерес. Такие исследования позволяют выяснить, в частности, возможна ли реставрация солонцового профиля за период времени, измеряемый несколькими десятилетиями. Практическое значение изучения почв залежных участков связано с тем, что эти почвы при соблюдении определенных условий могут быть возвращены в сельскохозяйственное использование.
Выявлено, что через 30 лет после введения залежного режима произошло восстановление почвенного и растительного покрова, несущего черты большей мезофитизации по сравнению с целинными условиями. Так, солонцы под залежью в верхней полуметровой толще характеризуются достоверно меньшей суммой солей и меньшими запасами СГ, S042" и Na+, а также достоверно меньшими запасами СГ в верхней толще мощностью 3 м. В верхнем трехметровом слое наблюдается также тенденция к сокращению запасов Na+. В целом же при пересчете на мощность слоя 0-200 см и 0-400 см достоверных различий по сравнению с целиной в суммарных запасах солей не выявлено (табл. 5).
Профиль лугово-каштановых почв на залежном участке характеризуется низким содержанием ЛРС, однако в составе водной вытяжки из этих почв по сравнению с целинными и мелиорированными аналогами наблюдается небольшое, но статистически достоверное возрастание концентраций ионов СГ, S042", Са2+ и Mg2f (Сиземская и др., 2010). Выявленное различие можно объяснить припахиванием материала с окружающих солонцов микроповышений в лугово-каштановые почвы при проведении плантажной вспашки.
Таким образом, солевое состояние почв солонцового комплекса в условиях глинистой полупустыни Северного Прикаспия характеризуется весьма динамичными показателями, существенно изменяющимися за относительно короткие промежутки времени при изменении уровня грунтовых вод и увлажнения. Однако, несмотря на то, что засоление и рассоление почв относятся к числу наиболее быстро протекающих процессов, они могут быть использованы как «маркер» для оценки тренда эволюции почв и их трансформации при антропогенном воздействии.
ГЛАВА 8. Динамические аспекты солевого состояния почв и пути оптимизации мелиоративного процесса
8.1. Выщелачивание гипса и скорость его проявления
Выщелачивание гипса и гипсонакопление относятся к основным профи-леформирующим процессам в почвах полупустынного солонцового комплекса.
Распределение гипса по профилю целинных солонцов характеризуется наличием нескольких хорошо выраженных максимумов (Роде, Польский, 1961). Более или менее постоянным, четко прослеживающимся во многих разрезах, является верхний максимум, приуроченный к 1 подсолонцовому горизонту, а также второй, залегающий па глубине 110-140 см и соответствующий гипсовому засоленному горизонту. Распределение гипса в профиле длительно-мелиорируемых солонцов существенно отличатся от целинного: до глубины 5070 см гипс практически вымыт (его среднее содержание составляет 0,2-0,4%). В кулисных насаждениях вся почвенная толща становится зоной выноса гипса (табл. 6). Почвы становятся глубокогипсовыми.
Таблица 6. Средние запасы гипса (кг/м2) в солонцах
Слой, см Участок
Целина АЛМ система, 30 лет мелиорации Кулиса, 35 лет
0-50 9,5 1,31 1Л
50-100 16,3 9,3| 20,6
100-150 37,8 43,9 23,0|
150-200 16,6 23,8 28,5
0-200 80,2 78,3 73,8
^ - значения величин по результатам определения ниже значений, полученных для целинных ночв (при Р=0,8)
Среднюю скорость выщелачивания гипса можно охарактеризовать двумя показателями: ежегодной глубиной понижения верхней границы гипсонакопле-ния и ежегодным выносом гипса из толщи определенной мощности (табл. 6). Расчеты показали, что при общем выносе гипса из полуметрового слоя от 8,2 до 13,2 кг/м2 средняя скорость его выщелачивания составляет 0,3-0,4 кг/м2 в год.
В связи с потерей гипса возможно ухудшение водно-физических свойств мелиорируемых солонцов и появление слитообразования, а в условиях орошения возрастает опасность вторичного осолонцевания почв.
8.2. Карбонатное состояние почв и его динамические аспекты
Изучено карбонатное состояние почв, выявлены и охарактеризованы разнонаправленные тенденции его изменения, связанные как с особенностями процессов естественной эволюции почв, так и вызванные различными видами антропогенного воздействия.
В процессе мелиорации изменяется и профильное распределение карбонатов. Наблюдается увеличение запасов карбонатов кальция в слое 50-150 см, что связано с подтягиванием их с почвенными растворами при усиленной
трапспирации растений в межкулисном пространстве. На некоторых участках на глубине 280-320 см происходит значимое увеличение содержания карбоната кальция с 9% в целинных почвах до 11% в мелиорируемых, связанное с осаждением кальцита из восходящих почвенных растворов в поднявшихся ГВ. Этими же процессами, очевидно, можно объяснить и накопление карбонатов в верхнем 50-см слое целинных лугово-каштановых почв на приканальной территории при близком залегании ГВ, что, возможно, приводит к развитию нового ЭПП - окарбоначиванию верхнего слоя. Появление этого процесса зафиксировано в пахотных солонцах других регионов (Любимова, 2003).
В условиях орошения выявлено существенное увеличение запаса карбонатов в слое 0-50 см, вызванное ирригационным окарбоначиванием (табл. 7). Здесь дополнительное увлажнение при поливах приводит к мобилизации кальцита, а затем к подтягиванию его в верхнюю часть почвенной толщи с почвенными растворами от близко залегающих (2,5 м) грунтовых вод.
Таблица 7. Средние запасы карбоната кальция в почвах при различных воздействиях (составлено по: Роде, Польский, 1961; Соколова и др., 1988; Сиземская, 1989; Романенкова, 1990; Толпешта, 1993; Топунова, 2003)
Слой, см Запас, кг/м2
Солонец Лугово-каштановая почва
Делипа 40 лет 10 лет Делима 40 лет 10 лет Прика- Падина, Падина,
мелио оро- мелио оро- нальная целина массив
рации шения рации шения территория, целина дуба, 55 лет
0-50 34,0 37,1 44,2\ 16,4 26,8Т 31.9Т 23,ОТ 7,6 4,41
50-100 75,9 109,9| 86,0 93,8 109,1 91,3 88,1 85,3 40,31
100-150 84,0 104,8Т юз,зт 117,8 104,7 109,8 99,4 111,8 109,7
150-200 75,7 92,0 78,9 111,5 100,9 87,9 100,9 96,3 88,6
0-200 269,6 343,8| 312,3 339,6 341,4 320,8 311,4 301,0 243,0Д
| - значения величин по результатам определения выше значений, полученных для целинных почв (при Р=0,8); | - значения величин по результатам определения ниже значений, полученных для целинных почв (при Р=0,8)
В лугово-каштановых почвах западин при мелиорации происходит увеличение запасов карбонатов в верхнем 50-см пахотном слое (почти в 1,6 раза, по сравнению с целиной); при орошении это увеличение еще выше - почти в 2 раза. Очевидно, это связано как с припахиванием карбонатов при сельскохозяйственных обработках полей, так и с процессами окарбоначивания.
Таким образом, наблюдаемое в полупустынях и пустынях увеличение карбонатно-аккумулятивных функций почв (Глазовская, 1996) под влиянием мелиорации еще более усиливается, при этом поверхностно-аккумулятивный характер карбонатного профиля сохраняется.
По интенсивности процессов аккумуляции рассеянных карбонатов в верхних горизонтах почвы можно выстроить следующий ряд: солонцы АЛМ систем (0,1 кг/м2 в год) —> лугово-каштановые почвы АЛМ систем (0,2 кг/м2 в год) —> лугово-каштановые почвы приканальных территорий (0,3 кг/м2 в год)
—» орошаемые солонцы (1,0 кг/м2 в год) —> орошаемые лугово-каштановые почвы (1,5 кг/м2 в год). В нижних горизонтах эти величины существенно выше: 0,5-0,8 кг/м2 в год в солонцах АЛМ систем и 1,9 кг/м2 в год при орошении солонцов.
При выращивании массивных лесных насаждений па лугово-каштановых почвах в падинах наблюдается иная картина. Выявлено уменьшение запаса карбонатов в верхнем метровом слое (почти в 2 раза), связанное с дополнительным, по сравнению с целинными условиями, увлажнением под пологом леса за счет снегозадержания, высокой биологической активностью, повышенной концентрацией С02 почвенного воздуха. Под воздействием массивных лесных насаждений скорость нисходящей миграции карбонатов из 1-метрового слоя можно оценить величиной около 0,8 кг/м2 в год.
В процессе мелиорации не происходит выноса карбонатного материала из профиля солонцов даже после 50 лет мелиорации, и карбонаты остаются существенным резервом и источником кальция в почвенном растворе, что в условиях растворения и вымывания гинса оказывает определенный мелиоративный эффект, способствует поддержанию процессов рассолопцевания, а в условиях подъема УГВ - препятствует развитию вторичного осолонцевания.
8.3. Этапы п скорость мелиорации. Оценка постмелноративного состояния почв
Мелиорация солонцов происходит постепенно, в несколько этапов, длительность которых зависит от ряда факторов: ширины межкулисных пространств, возраста кулис, погодных условий и т.д. Выделены и подробно охарактеризованы этапы мелиорации почв, дана оценка скорости рассоления солонцов, рассчитанная как изменение запасов ЛРС и отдельных ионов и глубины их залегания за определенный срок времени в слое определенной мощности.
Скорость мелиорации солонцов и наступление той или иной ее стадии во многом определяется величиной дополнительного увлажнения в виде снега, получаемого участками. С течением времени скорость рассоления уменьшается. Так, если в первые 20 лет мелиорации средняя скорость рассоления составляла 1.2 кг/м2 ЛРС в год из слоя 0-200 см, то к 35-и годам она снизилась до 0.8 кг/м2. Это связано с тем, что большая часть ЛРС, представленных хлоридами и сульфатами натрия и магния, была вынесена за пределы почвенного профилям, и все большая доля в составе солей начинает принадлежать более труднорастворимому гипсу. На определенном этапе снижается и скорость выноса ЛРС за пределы почвенно-грунтовой толщи. Это можно объяснить установлением динамически-равновесного состояния солеобмена между грунтовыми водами и нижней частью почвенного профиля.
В целом, на основе анализа за 50 лет результатов трансформации солевого состояния почв с помощью балансовых расчетов выявлено, что в наибольшей степени эти изменения затрагивают всю 2-метровую почвенную толщу солонцов. Баланс ЛРС, выраженный в % от их исходного запаса, составил почти 100% их выноса из верхнего полуметра и 50% - из второго полуметра. Нижняя часть профиля лугово-каштановых почв западин и падин под влиянием лесоме-
лиорации стала зоной активного соленакоплепия, где исходное содержание иона СГ возросло в несколько раз (рис. 7).
Рис. 7. Изменение запаса ЛРС, иона СГ, карбонатов и гипса (баланс, % от целины) за 50 лет лесомелиоративного воздействия: А - в солонцах; Б - в лугово-каштановых почвах западин; В - в лугово-каштановых почвах падин
АЛМ система, как и любая другая, проходит в своем развитии период становления, относительной стабильности и распада. Очевидно, задачей мелиорации как таковой является сокращение периода становления системы, «растягивание» времени ее стабилизации для отсрочки ее распада. В этой связи необходимо было, в частности, выявить как критерии достижения почвой ее оптимально-мелиоративного состояния, так и оценить возможности ее поддержания на этом уровне.
На поздних стадиях мелиорации нами было предложено выделять этап постмелиорации солонцов, который является результатом длительной и интенсивной агролесомелиорации и характеризуется замедлением скорости изменений почв при продолжающемся мелиоративном воздействии (Сиземская, 1996).
Главный критерий его наступления — установление динамического равновесия в солевом состоянии почв, когда основная масса ЛРС, представленных хлоридами и сульфатами натрия и магния, уже вынесена за пределы почвенного профиля, и все большая доля в составе солей приходится на более труднорастворимый гипс. Для характеристики этапа постмелиорации нами предложено рассматривать ряд аспектов: диагностический, динамический, генетический, классификационный, экологический (табл. 8).
Постмелиоративиое состояние почв характеризуется доминированием элювиально-солевого ЭГ1П, который охватывает весь почвенный слой - по выносу ЛРС и верхнюю часть почвы - по выносу гипса.
Время наступления постмелиоративного этапа в развитии почв - своеобразный индикатор интенсивности, длительности и необратимости мелиорации. Раз запущенный "механизм" мелиоративного воздействия, даже спустя дли-
тельное время, продолжает работать и после того, как задачи мелиорации почвы как таковой уже выполнены, и процессы солеобмена перемещаются в глубь почвенио-грунтовой толщи.
Таблица 8. Признаки постмелиоративного состояния солонцов
Признак Показатель
Диагностический Л. Легкорастворимые соли:
1 - исчезновение выцветов;
2 - вынос из слоя 0-1 м > 70% запаса, из слоя 0-5 м > 30% запаса;
3 - мощность ЭСГ > 4 м;
4 - минерализация грунтовых вод 13-24 г/л, УГВ 4-5 м
Б. Гипсовые стяжения:
1 - снижение верхней границы залегания мелкокристаллических
новообразований до 80 см и глубже;
2 - растворение, вынос, перекристаллизация
Динамический Скорость рассоления:
вынос легкорастворимых солей 1 кг*
снижение верхней границы горизонта ЛРС 10-13 см/год
Скорость рассолопцевания:
замещение в ППК 0.28 кг*
снижение верхней границы горизонта 7 см/год
Скорость выноса гипса:
изменение запаса 0.18 кг*
снижение верхней границы горизонта 2 см/год
Продолжительность мелиорации: более 20 лет
Генетический Доминирование элювиально-солевого ЭПП
Классификационный Формирование элювиально-солевых агроземов (ЭСЛ) с набором
горизонтов: Лрса-ВЕЫ-ВЕЬ2-С
Экологический Положительный результат:
образование мощной опресненной толщи с однородным
пахотным горизонтом с благоприятными водно-физическими
свойствами
Отрицательный результат:
засоление грунтовых вод и нижней части почвенно-грунтовой
толщи западин
* Изменение запаса (за год) в слое мощностью 0-2 м и сечением 1 м
Экологические последствия наступления этого этапа в мелиорации солонцов, очевидно, нельзя оценить однозначно. С одной стороны, мощная опресненная толща с однородным пахотным горизонтом с благоприятными водно-физическими свойствами создает хорошие условия для выращивания сельскохозяйственных культур. Немаловажную роль при этом играет и дополнительное увлажнение в виде снега. С другой стороны, все большее количество влаги начинает расходоваться на десукцию, а при все более частом сквозном промачивании почв происходит сброс солей в грунтовые воды, их засоление, а также засоление нижней части почвенно-грунтовой толщи солонцов и лугово-каштановых почв западин.
В связи с появлением постмелиоративного состояния солонцов, в частности, возникает вопрос об определении оптимальной мощности слоя рассоления,
что неразрывно связано с необходимостью управления процессом мелиорации и его интенсивностью. Очевидно, для использования мелиорированных солонцов в сельском хозяйстве достаточно рассоления слоя мощностью 1-1,5 м. Более глубокое выщелачивание солей может привести к их сбросу в грунтовые воды при периодически промывном типе водного режима этих почв. Во избежание этих негативных последствий система мелиоративных мероприятий должна быть гибкой, предусматривающей возможность регулирования поступления дополнительного увлажнения. На первых этапах мелиорации ее интенсивность должна быть значительной для быстрого рассоления пахотного слоя. Этого можно достичь, применяя современную агротехнику и посадку кулис из кустарников с суженными междурядьями среди древесных кулис. После выноса легкорастворимых солей за пределы 1 м толщи межкулисные пространства нужно расширить, убрав кустарники, а для улучшения структуры мелиорируемых солонцов можно рекомендовать посев многолетних трав, а также внесение органических удобрений. Такое сочетание разнообразных мероприятий будет способствовать дальнейшему совершенствованию системы мелиорации солонцов и выявлению ее оптимальных путей.
8.4. Некоторые пути оптимизации мелиоративного процесса и создания искусственных лесных экосистем
Искусственным лесным насаждениям в аридных регионах издавна и по праву отводится заметная роль в улучшении природной обстановки и среды жизни людей. Их создание отчасти может компенсировать исчезающие естественные древесные и кустарниковые насаждения, а иногда - представляет собой попытку формирования принципиально новых, несвойственных данным условиям искусственных биогеоценозов. Тем самым, в частности, существенно расширяется спектр экологических функций почв (по: Добровольский, Никитин, 1986, 1990, 2006), а, в более широком смысле, диапазон ресурсов и «услуг» (по: Costanza et al., 1997; Ecosystems..., 2003) экосистем.
В последние годы получило дальнейшее развитие представление об устойчивом природопользовании, которое, применительно к аридным регионам, предполагает создание и функционирование адаптивных искусственных агро-лесных экосистем. В этом контексте концепция агролесомелиорации должна и может обеспечивать соблюдение следующих основных требований: искусственные лесные насаждения должны быть (1) функционально необходимы, (2) малозатратны в производстве, (3) экологически безвредны и (4) долговечны (Сапанов, Сиземская, Оловянникова, 2005).
Произошедшие в последние десятилетия существенные изменения поч-венно-гидрологической обстановки в глинистой полупустыне Северного При-каспия также требуют пересмотра некоторых представлений о путях и методах хозяйственного освоения этой территории. В изменившихся не только природных, но и социальных условиях предлагаются следующие мероприятия для экологически неистощительного и социально значимого природопользования: обустройство локальных полезащитных систем для производства сельскохозяйственной продукции; создание локальных лесопастбищных участков для улуч-
шения травостоя с использованием устойчивых лесных культур; выращивание долговечных рекреационных лесных насаждений на лугово-каштановых почвах в мезопонижениях рельефа - падинах. Предложены некоторые варианты создания устойчивых искусственных лесных экосистем.
ВЫВОДЫ:
1. Современные процессы эволюции и трансформации экосистем глинистой полупустыни Северного Прикаспия определяются влиянием ряда факторов: относительно медленными циклическими изменениями некоторых природных условий (увлажнения, уровня залегания грунтовых вод) и целенаправленными антропогенными воздействиями.
Главный тренд современного этапа эволюции почв - возрастающая интенсивность солевых миграционных процессов, связанная с изменением климатических условий в конце XX века, а также с подъемом уровня грунтовых вод и дополнительным увлажнением почв при проведении обводнителыю-оросительных мероприятий и агролесомелиорации. Скорость современных процессов, «отзывчивость» почв на воздействия в современный период несравнимы с предыдущими стадиями их эволюции, а изменения, происходящие за относительно короткий отрезок времени (30-60 лет), столь существенны, что требуют выделения особого этапа их развития, который может быть определен как этап мезофитизации. Проанализированные климатические данные за период с 1951 по 2009 гг. позволили связать эти явления с увеличением увлажненности территории в целом: среднегодовая сумма осадков возросла на 23 мм, в основном, за счет теплого полугодия, увеличился коэффициент увлажнения (с 0,28 до 0,32), на 2,1 м повысился уровень грунтовых вод.
2. В целинных условиях выявлено возрастание минерализации грунтовых вод за последние 50 лет (в среднем, в 5 раз под лугово-каштановыми почвами и в 1,2 раза — под солонцами) и выравнивание их химического состава под разными членами солонцового комплекса: они становятся хлоридно-сульфатно-натриевыми. С экологической точки зрения прогрессирующее засоление грунтовых вод и сокращение зоны аэрации, в среднем, па 2 м, безусловно, ухудшает почвснно-гидрологическую обстановку. Наряду с усилением гидроморфизма территории, в то же время отмечается и все большая недоступность для растений грунтовых вод из-за увеличения их минерализации.
3. Капиллярная кайма поднявшихся засоляющихся грунтовых вод начинает оказывать все большее воздействие на нижнюю и среднюю часть почвенного профиля, в результате чего происходит засоление лугово-каштановых почв. На целине за последние 50 лет запас легкорастворимых солей в этих почвах в слое 0-200 см вырос в 3 раза, а в слое 0-400 см - более чем в 2 раза. Содержание в слое 0-200 см наиболее подвижных ионов СГ и №+ возросло в десятки, менее подвижного БОц2' - в пять раз. Происходит усложнение строения солевого профиля этих почв по сравнению с таковым в середине XX века.
В целинных солончаковых солонцах за последние 50 лет произошло значительное увеличение запасов иона СГ в толще 50-500 см, некоторое накопление иона в слое 0-100 см, снижение запасов .ЧО^-иопа в слое 100-250 см,
- в слое 100-200 см, Са2+ — в слое 150-200 см. Обнаружена тенденция некоторого уменьшения общего запаса солей, рассчитанного в единицах массы и связанного не с их выносом, а с изменением в их составе соотношения хлоридов и сульфатов за счет возрастания относительной доли хлоридов, имеющих меньшую массу, чем сульфаты.
4. В агролесомелиоративных системах для современного солевого состояния почв характерно элювиально-иллювиальное перераспределение по профилю легкорастворимых солей, при этом в мелиорируемых солонцах областью их выноса становится вся зона аэрации. К настоящему времени запасы этих солей в верхней двухметровой толще мелиорируемых солонцов составляют около 50% и 35% от их исходного содержания при сроке воздействия системы агролесомелиоративных мероприятий 30 и 40 лет и 25% - при мелиорации в течение 50 лет; из верхнего метрового слоя при всех сроках мелиорации практически полностью вынесены наиболее токсичные ионы СГ и Ыа+. Происходит изменение химизма засоления: за счет преимущественного выноса иона хлора хлоридно-сульфатный тип засолеиия сменяется сульфатным.
В лугово-каштановых почвах верхний 1-1,5-метровый слой сохраняется опрсснснным, однако ниже происходит формирование нового, несвойственного целинным почвам, хлоридно-кальциевого типа засоления. Увеличение содержания легкорастворимых солей, очевидно, связано с исчерпанием линз пресных грунтовых вод под лугово-каштановыми почвами и усилением притока солей с почвенными растворами из-под светло-каштановых почв и солонцов, в том числе, и под влиянием дссукции древесных растений.
5. Выявлено существенное усиление миграции сульфатов кальция, которое проявляется в выщелачивании гипса из слоя мощностью 1 м в солонцах, сопровождающемся изменениями в строении и характере распределения но профилю гипсовых новообразований. Выщелачивания карбонатов кальция не наблюдается, напротив, происходит их аккумуляция в верхних слоях почв как за счет припахивания нижележащих карбонатных горизонтов при плантажной вспашке, так и за счет развития процесса окарбоначивания. Установлено, что дополнительное увлажнение и развитие искусственных лесных экосистем на месте полупустынных может приводить к ускорению процессов образования, перекристаллизации и сегрегации карбонатов. При этом одним из важных источников поступления кальция может быть растворение гипса, наблюдающееся в мелиорируемых солонцах.
6. Постмелиоративное состояние мелиорируемых почв является результатом длительной и интенсивной агролесомелиорации, определяется сочетанием и степенью проявления ведущих почвообразовательных миграционных процессов и характеризуется замедлением скорости их изменений при продолжающемся мелиоративном воздействии. Это связано с исчерпанием в почвенном профиле резерва легкорастворимых солей, подлежащих выщелачиванию, и перемещением процессов солеобмена в почвенно-грунтовую толщу и грунтовые воды. Для характеристики постмелиоративного состояния почв и различных аспектов его проявления (диагностического, динамического, генетического, классификационного, экологического) разработаны качественные и количест-
венные показатели, которые позволяют оценить скорость и вероятность наступления постмелиоративной стадии агрогенной трансформации почв; предложены некоторые меры по дальнейшему совершенствованию системы агролесомелиоративного воздействия, в частности, ограничение слоя рассоления мощностью 1 м, посевы многолетних трав.
7. Мелиоративные мероприятия приводят к созданию антропогенных почв с новой системой генетически взаимосвязанных горизонтов. Эти почвы не имеют аналогов в природе и не могут быть отнесены к солонцам или каким-либо другим таксонам. Морфологический профиль мелиорируемых солонцов в агролесомелиоративных системах состоит из типодиагностичсских горизонтов: однородного пахотного слоя с благоприятными водно-физическими свойствами, без следов бывшего солонцового горизонта, и элювиально-солевых горизонтов. Длительная мелиорация солончаковых солонцов увеличивает мощность и улучшает водно-физические свойства корнеобитаемой толщи за счет выщелачивания токсичных легкорастворимых солей, снижения подвижности глинисто-гумусовых веществ, наиболее важных для плодородия почв. Это позволяет отнести изученные почвы к отделу агроземов; при их дальнейшем подразделении на более низких таксономических уровнях в названии почвы предложено использовать термины «постсолонцовый», «элювиально-солевой».
8. Благодаря изменению и усилению биологического круговорота, возникновению новых компонентов и новых связей в искусственных лесных экосистемах, созданных на лугово-каштановых почвах в мезопонижениях рельефа, изменяется проявление многих ведущих почвообразовательных процессов, в частности, трансформация органических остатков, переорганизация почвенной массы. В массивных лесных насаждениях начинают действовать процессы поступления и накопления древесного опада и отпада, в разложении которых значительное участие принимают сапротрофные почвенные беспозвоночные. Возникает биогенное оструктуривание верхних горизонтов почв, в том числе, с участием дождевых червей. Происходит изменение процессов гумусообразова-ния, окарбоначивания и оглеения.
9. В целом, выявленные закономерности динамических процессов и трансформации почв в результате агролесомелиоративного воздействия, выращивания массивных лесных насаждений, проведения обводнителыю-оросительных мероприятий, введения залежного режима на фоне естественной эволюции почв позволяют дать экологическую оценку их современного антропогенного этапа. Так, для почв под искусственными лесными насаждениями эта оценка и прогноз возможных последующих процессов засоления не могут являться однозначными в связи с сохраняющейся на участках, подверженных длительной мелиорации, зоны опреснения мощностью 1-1,5 м. Однако можно предполагать дальнейшее усиление засоления в связи с возрастающим десук-тивным расходом грунтовых вод древесными насаждениями на фоне подъема УГВ в условиях дефицита влаги.
10. Создание функционально необходимых и социально значимых искусственных лесных насаждений оказывает существенное влияние на природные ландшафты полупустыни, становясь важным фактором современного антропо-
генного этапа эволюции почв, предопределяющим ее направление, динамические характеристики, проявление ведущих почвообразовательных процессов. Выявлено изменение ландшафтной структуры полупустыни, появление новых, более мезофитных природно-антропогенных искусственных лесных комплексов интразонального характера. С учетом меняющейся почвенно-гидрологической обстановки и динамики изученных мелиоративных процессов предложены различные варианты создания устойчиво функционирующих агро-лссных экосистем.
Список основных публикаций по теме диссертации: Статьи в журналах из списка ВАК:
1. Соколова Т.А., Царевский В.В., Максимюк Г.П., Сиземская МЛ. Солевые новообразования в солончаковых солонцах Северного Прикаспия // Почвоведение. 1985. № 6. С. 120-130.
2. Сиземская M.JI. Последствия мелиорации солончаковых солонцов глинистой полупустыни в системе лесных полос // Доклады ВАСХНИЛ. 1988. №5. С. 39-41.
3. Всеволодова-Персль Т.С., Сиземская МЛ. Интродукция дождевых червей в почву под лесными насаждениями в Прикаспии // Почвоведение. 1989. №5. С. 136-141.
4. Сиземская М.Л. Мелиорируемые солонцы Северного Прикаспия и подходы к их классификации // Почвоведение. 1991. № 9. С. 97-108.
5. Оловянникова И.Н., Сиземская МЛ. Взаимодействие компонентов агролесомелиоративной системы на солонцовом комплексе Прикаспия // Лесоведение. 1991. №4. С. 3-14.
6. Сиземская М.Л., Романенков В.А. Оценка скорости рассоления солончаковых солонцов в агролесомелиоративной системе освоения Северного Прикаспия // Почвоведение. 1992. № 6. С. 83-91.
7. Сиземская МЛ., Копыл И.В., Сапанов М.К. Заселение древесно-кустарниковой растительностью искусственных понижений мезорельефа в полупустыне Прикаспия //Лесоведение. 1995. № 1. С. 15-23.
8. Сиземская МЛ. Диагностика постмелиоративного состояния солончаковых солонцов полупустыни Прикаспия // Почвоведение. 1996. № 12. С. 14961501.
9. Толпешта И.И., Соколова Т.А., Сиземская МЛ. Сравнительная оценка влияния орошения и агролесомелиорации на солевое состояние почв солонцового комплекса Северного Прикаспия // Вести. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1997. № 1.С. 15-23.
10. Вомперский С.Э., Оловянникова И.Н., Базыкина Г.С., Сапанов М.К., Сиземская М.Л. Основные итоги биогеоценотических исследований и лесомелиорации в полупустыне Северного Прикаспия // Почвоведение. 2000. № U.C. 1305-1317.
11. Соколова Т.А., Сиземская МЛ., Сапанов М.К., Толпешта И.И. Изменение содержания и состава солей в почвах солонцового комплекса Джаныбек-
ского стационара за последние 40-50 лет // Почвоведение. 2000. № U.C. 13281339.
12. Всеволодова-Перель Т.С., Сиземская МЛ. Изменение почвенной ме-зофауны и некоторых свойств лугово-каштаповой почвы при лесоразведении в Прикаспии // Почвоведение. 2000. № 11. С. 1356-1364.
13. Толпешта И.И., Соколова Т.А., Сиземская МЛ. Активности ионов и электропроводность водной вытяжки целинных и мелиорированных почв Джа-ныбекского стационара // Почвоведение. 2000. № U.C. 1365-1376.
14. Линдеман Г.В., Оловяшшкова И.Н., Сапанов М.К., Сепкевич Н.Г., Сиземская МЛ. Результаты и перспективы лссоводственных исследований на Джаныбекском стационаре // Лесоведение. 2000. № 6. С. 3-8.
15. Володина И.В., Соколова Т.А., Толпешта И.И., Дронова Т.Я., Сиземская МЛ. Опыт совместной интерпретации данных химического состава водной вытяжки и минералогического анализа солевых выцветов и плотного остатка водной вытяжки в солончаковых солонцах // Вести. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2002. № 2. С. 13-17.
16. Колесников A.B., Соколова Т.А., Толпешта И.И., Сиземская МЛ. О составе обменных катионов и селективности катионного обмена в целинных солончаковых солонцах Северного Прикаспия // Вести. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2002. № 3. С. 12-18.
17. Борзенко С.Г., Дронова Т.Я., Колесников A.B., Соколова Т.А., Толпешта И.И., Сиземская МЛ. Химико-минералогическая характеристика солончакового солонца и лугово-каштановой почвы // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2003. № 3. С. 3-8.
18. Топунова И.В., Сиземская М.Л., Соколова Т.А., Толпешта И.И., Дронова Т.Я., Рыскалиева Б.Т. Взаимодействие засоленных горизонтов солончакового солонца Северного Прикаспия с минерализованными грунтовыми водами в условиях модельного лабораторного эксперимента // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2003. №4. С. 16-21.
19. Сапанов М.К., Сиземская МЛ., Оловяшшкова И.П. Агролесомелиоративная система адаптивного природопользования в богарных условиях полупустыни Северного Прикаспия // Почвоведение. 2005. № 3. С. 264-270.
20. Сиземская МЛ., Бычков H.H. Солевое состояние лугово-каштановых почв Северного Прикаспия в условиях подъема уровня грунтовых вод // Почвоведение. 2005. № 5. С. 543-549.
21. Бычков H.H., Колесников A.B., Сиземская M.JI. Солевое состояние лугово-каштановых почв в агролесомелиорированных системах Северного Прикаспия //Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2005. № 2. С. 44-51.
22. Всеволодова - Перель Т.С., Сиземская МЛ. Лесная подстилка и роль в ее формировании почвообитающих беспозвоночных в условиях глинистой полупустыни Северного Прикаспия // Почвоведение. 2005. №. 7. С. 864-870.
23. Верба (Лебедева) М.П., Ямнова И.А., Сиземская M.JI. Эволюция свойств темноцветных черноземовидных почв больших падин Северного Прикаспия при выращивании массивных лесных насаждений // Почвоведение. 2005. № U.C. 1297-1309.
24. Колесников A.B., Соколова Т.А., Сизсмская МЛ. Характеристика почвенного поглощающего комплекса лугово-каштановых почв Северного Прикаспия (Джаныбекский стационар) //Почвоведение. 2006. № 2. С. 179-189.
25. Вомперский С.Э., Добровольский Г.В., Сапанов М.К., Сизсмская M.JI., Соколова Т.В. Рукотворный лесной оазис в полупустыне // Вестник РАН. 2006. № 9. С. 798-804.
26. Всеволодова-Перель Т.С., Сизсмская М. JI. Пространственная структура почвенного населения глинистой полупустыни Северного Прикаспия // Известия РАН. Серия биологическая. 2007. № 6. С. 748-754.
27. Сиземская M.JL, Дускинова Б., Толпсшта И.И., Соколова Т.А. О динамике солевого состояния почв солонцового комплекса Палласовской обвод-нительно-оросителыюй системы в связи с колебаниями уровня грунтовых вод и изменением режима орошения // Вести. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2008. №3. С. 20-24.
28. Шашкова Г.В., Толпешта И.И., Сиземская МЛ., Соколова Т.А. Вклад отдельных компонентов твердой фазы в формирование емкости катионного обмена в основных генетических горизонтах лугово-каштановой почвы // Почвоведение. 2009. № 12. С. 1446-1455.
29. Сиземская М.Л., Сапанов М.К. Современное состояние экосистем и стратегия адаптивного природопользования в полупустыне Северного Прикаспия // Аридные экосистемы. 2010. Т. 16. № 5 (45). С. 15-24.
30. Сиземская МЛ., Сапанов М.К., Колесников A.B., Толпешта И.И., Соколова Т.А., Акрицкая М.И. Морфологические и некоторые химические свойства солонцов залежного участка территории Джаныбекского стационара // Аридные экосистемы. 2010. Т. 16. № 5 (45). С. 57-66.
31. Лебедева (Верба) М.П., Сиземская МЛ. Анализ микростроения мелиорированных солонцов Джаныбекского стационара для оценки их экологического состояния // Поволжский экологический журнал. 2010. № 2. С. 166-176.
32. Всеволодова-Перель Т.С., Сизсмская МЛ., Колесников A.B. Изменение видового состава и трофической структуры почвенного населения при создании искусственных лесных насаждений в полупустыне Прикаспия // Поволжский экологический журнал. 2010. № 2. С. 142-150.
33. Сапанов М.К., Сиземская МЛ. Климатогенные изменения травянистой растительности на солончаковых солонцах Северного Прикаспия // Поволжский экологический журнал. 2010. № 2. С. 185-194.
34. Сапанов М.К., Сиземская М.Л., Колесников A.B., Цзяо Цзюйин, У Циньсяо, Лю Гобинь. Экологические особенности лесовыращивания в аридных регионах России и Китая // Поволжский экологический журнал. 2010. № 2. С. 195-203.
35. Сапанов М.К., Сиземская МЛ. Патент на изобретение «Способ лесомелиоративной рекультивации земель» № 2406285 // Бюлл. «Открытия, изобретения». 2010. № 35.
Статьи в журналах, монографиях и сборниках:
36. Сиземская М.Л., Соколова Т.А., Максимюк Г.П. Легкорастворимые соли в целинных и мелиорированных солончаковых солонцах Северного При-каспия // Свойства и пути мелиорации засоленных почв. Новочеркасск, 1985. С. 9-18.
37. Сизсмскаи M.J1. Изменение морфологических показателей почв солонцового комплекса Северного Прикаспия // Генезис и мелиоративное освоение почв солонцовых территорий. Тр. Почв. Ин-та им. В.В.Докучаева. М., 1986. С. 42-51.
38. Соколова Т.А., Кулагина Е.К., Максимюк Г.П., Сиземская М.Л. Карбонаты в целинных и мелиорированных почвах солонцовых комплексов Северного Прикаспия // Микроморфология антропогенно-измененных почв. М.: Наука, 1988. С. 88-98.
39. Сиземская М.Л. Солончаковые солонцы на разных этапах мелиоративного процесса // Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: Наука, 1989. С. 6-14.
40. Сиземская М.Л., Соколова Т.А., Соколова О.Б. Изменение гипсовых новообразований в ходе длительной мелиорации солончаковых солонцов // Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: Наука, 1989. С. 29-48.
41. Оловянникова И.Н., Сиземская МЛ. Влияние искусственного микрорельефа на изменение растительного покрова и свойств солончаковых солонцов // Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: Наука, 1989. С. 69-92.
42. Сапанов М.К., Сиземская М.Л. Водно-солевой режим приканальных территорий и роль лесных полос в его регулировании // Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: Наука, 1989. С. 163181.
43. Романенков В.А., Мироненко Е.В., Пачепский Я.А., Сиземская М.Л., Соколова Т.А. Ионный обмен в целинных и мелиорированных солонцах Северного Прикаспия // Химическая термодинамика почв и их плодородие. Науч. Тр. Почв. Ин-та им. В.В. Докучаева. 1991. С. 17-25.
44. Линдеман Г.В., Оловянникова И.Н., Сапанов М.К., Сенкевич Н.Г., Сиземская М.Л. Экологическая оценка лесоразведения в полупустыне и современные подходы к созданию лесоаграрных ландшафтов // Аридные экосистемы. 1996. Т. 2. № 4. С. 111-122.
45. Соколова Т.А., Сиземская М.Л., Толпешта И.И., Сапанов М.К., Субботина И.В. Динамика солевого состояния целинных почв полупустыни Северного Прикаспия в связи с многолетними колебаниями уровня грунтовых вод (на примере почв Джаныбекского стационара Института лесоведения РАН) //XIX Чтения памяти В.Н.Сукачева "Экологические процессы в аридных биогеоценозах". М., 2001. С. 113-132.
46. Володина И.В., Соколова Т.А., Толпешта И.И., Сиземская М.Л., Дронова Т.Я. Взаимодействие лугово-каштановой почвы с минерализованными
фунтовыми водами в условиях модельного опыта // Роль почв в биосфере. Тр. Ин-та почвоведения МГУ и РАН. М.: МАКС Пресс, 2002. С. 79-106.
47. Соколова Т.А., Топунова И.В., Сиземская М.Л., Толпешта И.И., Дро-нова Т.Я. Эволюция солевого состояния солончаковых солонцов Северного Прикаспия в связи с динамикой уровня грунтовых вод (на примере почв Джа-ныбекского стационара) // Роль почвы в биосфере. Тр. Ин-та почвоведения МГУ и РАН. Вып. 2. Географическое разнообразие почв. Почва и биота. М.Тула, 2003. С. 234-259.
48. Сиземская M.JL, Сапанов М.К. Устойчивость к рекреации видов и сообществ растений в аридных условиях // Влияние рекреации на лесные экосистемы и их компоненты. М.: 2004. С. 132-148.
49. Сиземская М.Л., Соколова Т.А., Топунова И.В., Толпешта И.И. Динамика солевого состояния солончаковых солонцов глинистой полупустыни Северного Прикаспия в условиях агролесомелиорации (на примере почв Джа-ныбекского стационара РАН) // Почвы, биогеохимические циклы и биосфера. Развитие идей В.А. Ковды. М.: Т-во научных изданий КМК, 2004. С. 301-323.
50. Сиземская М.Л., Сапанов М.К. Оптимизация создания защитных лесных насаждений в аридных регионах // Фундаментальные основы управления биологическими ресурсами. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2005. С. 501-509.
51. Сиземская М.Л., Сапанов М.К. Лесной стационар в полупустыне // Наука в России. 2005. № 6. С. 93-100.
52. Сиземская М.Л., Сапанов М.К. Искусственные лесные биогеоценозы в аридных регионах // Идеи биогеоценологии в лесоведении и лесоразведении. М.: Наука, 2006. С. 119-126.
53. Sizcmskaya M.L., Sapanov М.К. Ecological Assessment of the Modern State of Landscapes and the Strategy of Adaptive Nature Management in Semideserts of the Northern Caspian Region of Russia // Journal of International Scientific Publications: EcoIogy@Safety. Vol. 2. Part 1. www.science-journals.eu. Published by Info Invest, Bulgaria, 2008. P. 304-312.
54. Sizcmskaya M., Sapanov M. and Oloviannikova I. Ecological features of seabuckthorn growing in semi-desert area of the Pricaspian plain, Russia // Seabuck-thom (Hippophae L,): A Multipurpose Wonder Plant. Volume 3: Advances in Research and Development. Delhi, Daya Publishing House, 2008. P. 484-490.
55. Sapanov M.K., Sizemskaya M.L., Kolesnikov A.V. The effect of climate change on herbaceous and arboreal vegetation in arid regions of Russia // Journal of International Scientific Publications: Ecology@Safety. Vol. 4. Part 1. www.science-journals.eu. Published by Info Invest, Bulgaria, 2010. P. 214-222.
47 работ опубликовано в сборниках тезисов докладов российских и международных конференций.
Подписано в печать 10.12.2010 г. Печать лазерная цифровая Тираж 110 экз.
Типография Aegis-Print 115230, Москва, Варшавское шоссе, д. 42 Тел.: 543-50-32 www.autoref.ae-prinf.ru
Содержание диссертации, доктора биологических наук, Сиземская, Марина Львовна
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Общие представления об эволюции и динамике 14 экосистем, почв как их важнейшего компонента и почвообразовательных процессов
ГЛАВА 2. Природные условия и хозяйственное освоение 25 территории
2.1. Природные условия региона
2.2. Почвенный покров и почвы
2.2.1. Почвы межпадинной равнины
2.2.1.1. Солончаковые солонцы
2.2.1.2. Светло-каштановые почвы
2.2.1.3. Лугово-каштановые почвы
2.2.2. Лугово-каштановые почвы падин
2.3. Эволюция почв глинистой полупустыни Северного Прикаспия в 44 голоцене
2.3.1. Солевой профиль солончаковых солонцов. Гипотезы 48 происхождения засоленных горизонтов в солончаковых солонцах
2.4. Система агролесомелиоративных мероприятий, разработанная на 52 Джаныбекском стационаре
2.4.1. Освоение почв солонцового комплекса
2.4.2. Освоение лиманов и больших падин
ГЛАВА 3. Объекты, методология и методы исследования
ГЛАВА 4. Состояние природных ландшафтов и динамика 74 почвенно-гидрологической обстановки глинистой полупустыни Северного Прикаспия за последние 50 лет
4.1. Современное состояние почвенно-гидрологической обстановки и 74 возможные причины подъема уровня грунтовых вод
4.1.1. Воздействие обводнительно-оросительных систем
4.1.2. Повышение увлажненности территории
4.2. Динамика состояния и продуктивности целинной растительности
4.3. Изменение минерализации и состава грунтовых вод под целинными 86 почвами солонцового комплекса
4.4. Изменение содержания, состава и запасов легкорастворимых солей 88 в целинных почвах солонцового комплекса
4.4.1. Солончаковые солонцы
4.4.2. Лугово-каштановые почвы
4.5. Моделирование взаимодействия почв с минерализованными 100 грунтовыми водами
4.5.1. Результаты модельного опыта в солончаковых солонцах
4.5.2. Результаты модельного опыта в лугово-каштановых почвах
4.6. Современные процессы эволюции целинных почв солонцового 109 комплекса и их экологические последствия
Выводы по главе
ГЛАВА 5. Трансформация почв под влиянием лесомелиорации
5.1. Трансформация почв солонцового комплекса в системе А JIM 116 воздействия
5.1.1. Изменение строения морфологического профиля почв
5.1.1.1. Мелиорируемые солонцы
5.1.1.2. Мелиорируемые лугово-каштановые почвы
5.1.2. Изменение морфологии и микростроения аккумуляций 132 легкорастворимых солей, гипса и карбонатов
5.1.2.1. Аккумуляции легкорастворимых солей
5.1.2.2. Гипсовые новообразования
5.1.2.3. Карбонатные новообразования
5.1.3. Изменение некоторых химических свойств и текстурной 167 дифференциации почв
5.1.3.1. Мелиорируемые солонцы
5.1.3.2. Мелиорируемые лугово-каштановые почвы
5.2. Трансформация лугово-каштановых почв больших падин под 173 влиянием выращивания массивных лесных насаждений
5.2.1. Изменение строения морфологического профиля почв 173 •
5.2.2. Изменение некоторых химических свойств почв
5.3. Подходы к классификации мелиорируемых почв 181 Выводы по главе
ГЛАВА 6. Изменение солевого состояния почв под влиянием 194 лесомелиорации
6.1. Динамика и баланс легкорастворимых солей в 194 агролесомелиоративных системах
6.1.1. Мелиорируемые солонцы
6.1.2. Мелиорируемые лугово-каштановые почвы
6.2. Влияние древесных насаждений на профильное и пространственное 226 перераспределении солей в почве
6.2.1. Процессы засоления-рассоления почв под кулисными 227 насаждениями
6.2.2. Процессы засоления-рассоления почв в колочных насаждениях
6.2.3. Процессы засоления-рассоления почв при выращивании 238 массивных лесных насаждений в падинах
Выводы по главе
ГЛАВА 7. Изменение солевого состояния почв при других видах 247 антропогенного воздействия
7.1. Солевое состояние почв при проведении обводнительно- 247 оросительных мероприятий
7.2. Солевое состояние почв при введении залежного режима 256 Выводы по главе
ГЛАВА 8. Динамические аспекты солевого состояния почв и пути оптимизации мелиоративного процесса
8.1. Выщелачивание гипса и скорость его проявления
8.2. Карбонатное состояние почв и его динамические аспекты
8.3. Этапы и скорость мелиорации. Оценка постмелиоративного 279 состояния почв
8.4. Некоторые пути оптимизации мелиоративного процесса и создания 295 искусственных лесных экосистем
Выводы по главе
ВЫВОДЫ
Введение Диссертация по биологии, на тему "Современный этап эволюции и трансформация почв полупустыни Северного Прикаспия при лесомелиоративном воздействии"
Актуальность темы. Изучение современных процессов эволюции почв как важнейшего компонента экосистем дает возможность более глубокого понимания их функционирования и составления научно обоснованных прогнозов их дальнейшего развития. Для почв аридных регионов одной из важнейших характеристик является их солевое состояние, которое, в отличие от многих других почвенных свойств, может изменяться во времени сравнительно быстро и поэтому быть доступным для непосредственных натурных наблюдений. В этом отношении целинные ландшафты глинистой полупустыни Северного Прикас-пия являются прекрасной природной моделью территории, где на протяжении коротких исторических промежутков времени в связи с цикличностью климатических условий и, возможно, другими причинами, почвы неоднократно подвергались процессам засоления и рассоления. Существующая литература по этой проблеме (Ковда, 1950; Динесман, 1960, 1977; Демкин, Иванов, 1985; Геннадиев, 1990; Демкин и др., 2003, 2006) относится преимущественно к изменению солевого состояния почв на протяжении всего голоцена или крупных его отрезков, исчисляемых веками и тысячелетиями. Проявление процессов современной эволюции почв этой территории практически не изучены.
Существенное влияние на трансформацию почв оказало антропогенное воздействие. Для аридных регионов страны с природными условиями, признанными в мировой практике нелесопригодными, на Джаныбекском стационаре Института лесоведения РАН в середине прошлого века был разработан и осуществлен в натуре особый вариант природопользования на богаре. Он обеспечивает мелиорацию почв, повышение продуктивности сельскохозяйственных угодий, сохранение биоразнообразия, оптимизацию ландшафта с использованием жизнестойких лесных насаждений разного строения и назначения и, как следствие, улучшает условия жизни людей (Биогеоценотические основы., 1974; Большаков и др., 1983; Рекомендации., 1988; Повышение продуктивности., 1989).
Этот вариант включает в себя, в частности, оригинальную эффективную систему агролесомелиоративных (AJIM) мероприятий, способствующую достаточно быстрому рассолению и рассолонцеванию солонцов. Анализ данных по динамике и функционированию почв в AJIM системах дает возможность оценить их изменение при антропогенном воздействии на фоне эволюции почв целинных участков. Последнее обобщение было выполнено в начале 70-х годов XX века (Биогеоценотические основы., 1974). В дальнейшем за прошедшие десятилетия в природных условиях, в том числе, в почвах и в состоянии AJIM систем произошли существенные изменения, которые требуют анализа, осмысления и оценки.
Состояние вопроса. В работах A.A. Роде, А.Ф. Большакова, М.Н. Польского и других исследователей дана характеристика природных условий, почв и почвенного покрова на период организации Джаныбекского стационара. В более поздних публикациях Г.П. Максимюк, И.Н. Оловянниковой, Г.С. Базы-киной, Т.А. Соколовой и других авторов были представлены результаты изучения водного и солевого режимов почв и дана оценка изменения их физико-химических характеристик в результате AJ1M воздействий. Были показаны особенности профильного распределения и содержания легкорастворимых солей (Роде, Польский, 1961), их изменения при мелиорации (Максимюк, 1961, 1974); количественно охарактеризованы особенности рассоления солонцов на участках с различной длительностью мелиорации, выявлено образование элювиально-солевого и иллювиально-солевого горизонтов, описан характер перераспределения и миграции солей во всей почвенно-грунтовой толще (Максимюк, 1989); изучено мелиоративное влияние системы лесных полос на разных этапах ее функционирования (Базыкина, Оловянникова, 1996), дана экологическая оценка антропогенно-измененных почв (Базыкина, 2000, 2005).
Исследовали также изменения при мелиорации аккумуляций карбонатов (Романенкова, 1990), состава почвенного поглощающего комплекса (Романен-ков, 1990) как при богарном освоении почв, так и при орошении (Толпешта,
1993). Работы последних лет связаны с изучением влияния подъема уровня грунтовых вод на различные процессы почвообразования. В частности, показано изменение солевого состояния солонцов (Топунова, 2003), лугово-каштановых почв (Бычков, 2007), в том числе, в модельном эксперименте (Володина, 2005); почвенного поглощающего комплекса (Колесников, 2004); направленности водно-солевого процесса (Сотнева, 2004; Голованов, Сотнева, 2009) и некоторых других эволюционных аспектов (Базыкина, 2005; Хитров, 2005).
Однако, несмотря на относительную изученность механизмов многих почвообразовательных процессов, не существует общей концепции современной эволюции почв Северного Прикаспия, которая не только охватывала бы длительный временной ряд исследования почвенной составляющей при естественном развитии ландшафта и при различных антропогенных воздействиях в аридных регионах, но и характеризовала бы тренд, динамику и скорость почвообразования.
Основная цель работы - исследование направления и скорости процессов современного этапа эволюции и динамики почв под влиянием природных и антропогенных факторов в естественных полупустынных и искусственных лесных экосистемах Северного Прикаспия. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Дать анализ динамики уровня и минерализации грунтовых вод и охарактеризовать современную почвенно-гидрологическую обстановку, определяющую направленность процессов эволюции почв.
2. Исследовать основные процессы почвообразования в условиях целинных ландшафтов.
3. Изучить современное состояние почв в системе агролесомелиорации и выявить тенденции их антропогенной трансформации.
4. Оценить эффективность агролесомелиоративных мероприятий в связи с изменениями природной обстановки и длительной (40-60 лет) мелиорацией.
5. Изучить результаты воздействия искусственных лесных насаждений на свойства почв.
Научная новнзна работы заключается во всесторонней характеристике направления современного почвообразования и впервые выделенного особого этапа эволюции почв глинистой полупустыни Северного Прикаспия, происходящего под воздействием природных и антропогенных факторов, среди которых наиболее важная роль отводится подъему уровня грунтовых вод и влиянию искусственных лесных экосистем. Обобщены результаты длительных экспериментальных почвенных исследований в условиях целинных и антропогенных ландшафтов.
Выявлены и охарактеризованы ведущие почвообразовательные процессы, формирующие современный облик почв. В условиях целинных ландшафтов такими процессами, прежде всего, являются: засоление почвенно-грунтовой толщи за счет подъема уровня грунтовых вод, охватывающее все компоненты почвенного покрова, возрастание доли хлора и щелочноземельных катионов в составе легкорастворимых солей, а таюке увеличение доли обменного Na+ в составе ППК. В условиях АЛМ систем ведущими процессами трансформации почв являются рассоление-засоление, выщелачивание гипса, окарбоначивание, замещение натрия кальцием в составе ППК. Именно эти процессы определяют формирование солевого состояния почв полупустыни Северного Прикаспия, которое отнесено к наиболее важной интегральной характеристике, отражающей и результирующей проявление тех динамических процессов, которые происходили как в прежние эпохи эволюции почв, так и наблюдаемые на ее современном этапе. На макро-, мезо-, микроуровнях изучены особенности строения новообразований легкорастворимых солей, карбонатов и гипса. Во временном ряду дана оценка скорости изменения показателей солевого состояния почв в AJ1M системах, разработана диагностика их постмелиоративного состояния. Выявлено формирование антропогенных почв, не имеющих аналогов в природе, и определено их классификационное положение. Дано обоснование выделения особого антропогенного этапа развития почв, который по скорости, интенсивности протекания процессов, результатам несопоставим с предыдущими периодами эволюции. Проведена сравнительная оценка различных видов использования почв. Показано, что по сравнению с другими приемами освоения территории, например, орошением, агролесомелиорация характеризуется более щадящими экологическими последствиями воздействия на природные ландшафты полупустыни.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Современный этап эволюции почв глинистой полупустыни Северного Прикаспия определяется увеличением общей увлажненности территории в конце XX века и возрастанием влияния подъема грунтовых вод на процессы почвообразования. Основной тренд этого этапа проявляется в интенсификации процессов миграции солей в почвенно-грунтовой толще.
2. Создание функционально необходимых и социально значимых искусственных лесных насаждений в условиях полупустыни оказывает существенное влияние на природные ландшафты и становится важным фактором антропогенной трансформации почв, предопределяющим направление и скорость ведущих почвообразовательных процессов.
3. Агролесомелиоративное воздействие приводит к созданию антропогенных почв с новой системой генетически взаимосвязанных горизонтов. Предложено называть эти мелиорируемые почвы элювиально-солевыми агро-земами.
4. Постмелиоративное состояние солонцов характеризуется замедлением скорости их трансформации при продолжающемся мелиоративном воздействии. Разработаны качественные и количественные показатели постмелиоративного состояния солонцов, отражающие диагностические, динамические, генетические, классификационные, экологические признаки его проявления.
Практическая значимость. Охарактеризованы результаты и дана экологическая оценка различных видов использования земель: при АЛМ воздействии, орошении, в состоянии залежи, при выращивании массивных лесных насаждений, - что должно быть учтено при проведении мелиоративных и сельскохозяйственных мероприятий на почвах солонцового комплекса в современных условиях. Выявлен и описан этап постмелиорации солонцов, дана его характеристика, разработаны диагностические показатели и предложены критерии его выделения. Изученные закономерности важны для прогноза и предотвращения нежелательных последствий различных видов антропогенного воздействия, а также для оптимизации природопользования в регионе.
Апробация работы. Результаты и основные положения диссертационной работы были представлены на научных совещаниях и конференциях отечественного и международного уровня: «Влияние гидрологического режима на структуру и функционирование биогеоценозов» (Сыктывкар, 1987); 10th International Soil Zoology Colloquium (Bangalore, India, 1988); VIII Всесоюзный Съезд почвоведов (Новосибирск, 1989); «Почвенные ресурсы Прикаспийского региона и их рациональное использование в современных социально-экономических условиях» (Астрахань, 1994); «Биологическое разнообразие лесных экосистем» th
Москва, 1995); 10 International Working Meeting Soil micromorphology (Москва, 1996); «Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения» (Москва, 1998); «Экологический мониторинг лесных экосистем» (Петрозаводск, 1999); «Combating desertification with plants» (Beer Sheva, Israel, 1999); «Проблемы природопользования и сохранения биоразнообразия в условиях опустынивания» (Волгоград, 2000); XIX Чтения памяти В.Н.Сукачева «Экологические процессы в аридных биогеоценозах» (Москва, 2001); «Лесные стационарные исследования: методы, результаты, перспективы» (Москва, 2001); «Функции почв в биосферно-геосферных системах» (Москва, 2001); 12th International Soil Conservation Organization Conference (Beijing, China, 2002); «Степи Северной Евразии. Эталонные степные ландшафты: проблемы охраны, экологической реставрации и использования» (Оренбург, 2003); «Защитные лесные насаждения и сельскохозяйственное производство. Проблемы опустынивания» (Барнаул, 2003); «Экология и биология почв» (Ростов-на-Дону, 2004); «Природное наследие России: изучение, мониторинг, охрана» (Тольятти, 2004); 2nd International Seabuckthorn Association Conference (Beijing, China, 2005); «Биосферные функции почвенного покрова» (Пущино, 2005); «Биоресурсы и биоразнообразие экосистем Поволжья» (Саратов, 2005); «Актуальные вопросы лесного хозяйства и озеленения в Казахстане» (Щучинск, Республика Казахстан, 2005); 2nd International Symposium on Soil Erosion and Dryland Fanning (Yangling, China, 2006); International Conference on Water, Ecosystems and Sustainable Development in Arid and Semi-arid Zones (Urumqi, China, 2006; Tehran-Yazd, Iran, 2009); «Актуальные проблемы рекреационного лесопользования» (Москва, 2007); «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (Астрахань, 2007, 2009); «Организация почвенных систем. Методология и история почвоведения» (Пущино, 2007); 6th European Conference on Ecological Modeling ECEM07 (Trieste, Italy, 2007); «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря и водоемов внутреннего стока Евразии» (Астрахань, 2008); «Ecology@Safety» (Bourgas, Bulgaria, 2008, 2009, 2010); «Land Degradation in Dry Environments» (El-Kuwait, Kuwait, 2009); International Conference of ESSC on Protection of the Ecological and Productivity Functions of Soil in a PAN European Context (Pruhonice, Czech Republic, 2009). Один из разделов работы «Экологические аспекты агролесомелиоративного освоения глинистой полупустыни Северного Прикаспия» экспонировался в 1988 г. на ВДНХ СССР на выставке «Экология - охране природы» и награжден серебряной медалью.
Личный вклад автора заключается в постановке проблемы, разработке программы и методики исследований, критическом анализе и обобщении литературного материала, подборе объектов исследования, сборе, обработке и анализе экспериментального материала, формулировании научных положений и выводов. Соавторство всех участников работы, все случаи использования данных других авторов и совместных исследований оговорены в соответствующих разделах работы.
Сведения об использовании полученных результатов. Материалы работы включены в «Рекомендации по защитному лесоразведению и лесной мелиорации в глинистой полупустыне Северного Прикаспия», М.: Госкомиздат СССР по лесному хозяйству, 1988. 68 с. Получен патент на изобретение «Способ лесомелиоративной рекультивации земель» № 2406285.
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 102 работах, в том числе - в 35 статьях в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов докторских диссертаций, и в одной коллективной монографии издательства «Наука».
Организация исследований. Исследования проведены в Учреждении Российской академии наук Институте лесоведения РАН (ИЛАН) в соответствии с тематическими планами научно-исследовательских работ 1981-2010 гг. лаборатории аридного лесоразведения и лесной зоологии, которой автор руководит с 1998 г., а также при непосредственном руководстве грантами Российского Фонда фундаментальных исследований (Проекты № 00-04-48637, 03-04-48076, 06-04-48076, 09-04-00030, совместного проекта РФФИ и ГФЕН Китая № 07-0492102), Федеральной целевой программы «Интеграция» (Проект М0063), Программ ОБН РАН «Фундаментальные основы управления биологическими ресурсами» и «Биологические ресурсы России».
Основной материал был собран на Джаныбекском стационаре ИЛАН, который расположен в глинистой полупустыне Прикаспийской низменности в междуречье Волги и Урала. Стационар был создан в 1950 г. и, являясь крупномасштабным экспериментом по полупустынному защитному лесоразведению, представляет собой натурную модель лесоаграрного комплекса. Территория стационара признана уникальным рукотворным оазисом, которому Правительством Российской Федерации присвоен статус Памятника природы федерального значения (Постановление № 719 от 16 июня 1997 г.). Стационарные исследования были дополнены маршрутными экспедициями по Северному При-каспию.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав, выводов, списка литературы, включающего 469 названий, из которых 44 - на иностранных языках. Работа изложена на 355 стр. машинописного текста, содержит 61 таблицу и 56 рисунков.
Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Сиземская, Марина Львовна
ВЫВОДЫ:
1. Современные процессы эволюции и трансформации экосистем глинистой полупустыни Северного Прикаспия определяются влиянием ряда факторов: относительно медленными циклическими изменениями некоторых природных условий (увлажнения, уровня залегания грунтовых вод) и целенаправленными антропогенными воздействиями.
Главный тренд современного этапа эволюции почв — возрастающая интенсивность солевых миграционных процессов, связанная с изменением климатических условий в конце XX века, а также с подъемом уровня грунтовых вод и дополнительным увлажнением почв при проведении обводнительно-оросительных мероприятий и агролесомелиорации. Скорость современных процессов, «отзывчивость» почв на воздействия в современный период несравнимы с предыдущими стадиями их эволюции, а изменения, происходящие за относительно короткий отрезок времени (30-60 лет), столь существенны, что требуют выделения особого этапа их развития, который может быть определен как этап мезофитизации. Проанализированные климатические данные за период с 1951 по 2009 гг. позволили связать эти явления с увеличением увлажненности территории в целом: среднегодовая сумма осадков возросла на 23 мм, в основном, за счет теплого полугодия, увеличился коэффициент увлажнения (с 0,28 до 0,32), на 2,1 м повысился уровень грунтовых вод.
2. В целинных условиях выявлено возрастание минерализации грунтовых вод за последние 50 лет (в среднем, в 5 раз под лугово-каштановыми почвами и в 1,2 раза - под солонцами) и выравнивание их химического состава под разными членами солонцового комплекса: они становятся хлоридно-сульфатно-натриевыми. С экологической точки зрения прогрессирующее засоление грунтовых вод и сокращение зоны аэрации, в среднем, на 2 м, безусловно, ухудшает почвенно-гидрологическую обстановку. Наряду с усилением гидроморфизма территории, в то же время отмечается и все большая недоступность для растений грунтовых вод из-за увеличения их минерализации.
3. Капиллярная кайма поднявшихся засоляющихся грунтовых вод начинает оказывать все большее воздействие на нижнюю и среднюю часть почвенного профиля, в результате чего происходит засоление лугово-каштановых почв. На целине за последние 50 лет запас легкорастворимых солей в этих почвах в слое 0-200 см вырос в 3 раза, а в слое 0-400 см - более чем в 2 раза. Содержание в слое 0-200 см наиболее подвижных ионов СГ и возросло в десятки, менее подвижного 804~" - в пять раз. Происходит усложнение строения солевого профиля этих почв по сравнению с таковым в середине XX века.
В целинных солончаковых солонцах за последние 50 лет произошло значительное увеличение запасов иона СГ в толще 50-500 см, некоторое накопление иона М^;" в слое 0-100 см, снижение запасов БО^ -иона в слое 100250 см, Ыа+ — в слое 100-200 см,
Са2+
- в слое 150-200 см. Обнаружена тенденция некоторого уменьшения общего запаса солей, рассчитанного в единицах массы и связанного не с их выносом, а с изменением в их составе соотношения хлоридов и сульфатов за счет возрастания относительной доли хлоридов, имеющих меньшую массу, чем сульфаты.
4. В агролесомелиоративных системах для современного солевого состояния почв характерно элювиально-иллювиальное перераспределение по профилю легкорастворимых солей, при этом в мелиорируемых солонцах областью их выноса становится вся зона аэрации. К настоящему времени запасы этих солей в верхней двухметровой толще мелиорируемых солонцов составляют около 50% и 35% от их исходного содержания при сроке воздействия системы агролесомелиоративных мероприятий 30 и 40 лет и 25% — при мелиорации в течение 50 лет; из верхнего метрового слоя при всех сроках мелиорации практически полностью вынесены наиболее токсичные ионы СГ и
Происходит изменение химизма засоления: за счет преимущественного выноса иона хлора хлоридно-сульфатный тип засоления сменяется сульфатным.
В лугово-каштановых почвах верхний 1-1,5-метровый слой сохраняется опресненным, однако ниже происходит формирование нового, несвойственного целинным почвам, хлоридно-кальциевого типа засоления. Увеличение содержания легкорастворимых солей, очевидно, связано с исчерпанием линз пресных грунтовых вод под лугово-каштановыми почвами и усилением притока солей с почвенными растворами из-под светло-каштановых почв и солонцов, в том числе, и под влиянием десукции древесных растений.
5. Выявлено существенное усиление миграции сульфатов кальция, которое проявляется в выщелачивании гипса из слоя мощностью 1 м в солонцах, сопровождающемся изменениями в строении и характере распределения по профилю гипсовых новообразований. Выщелачивания карбонатов кальция не наблюдается, напротив, происходит их аккумуляция в верхних слоях почв как за счет припахивания нижележащих карбонатных горизонтов при плантажной вспашке, так и за счет развития процесса окарбоначивания. Установлено, что дополнительное увлажнение и развитие искусственных лесных экосистем на месте полупустынных может приводить к ускорению процессов образования, перекристаллизации и сегрегации карбонатов. При этом одним из важных источников поступления кальция может быть растворение гипса, наблюдающееся в мелиорируемых солонцах.
6. Постмелиоративное состояние мелиорируемых почв является результатом длительной и интенсивной агролесомелиорации, определяется сочетанием и степенью проявления ведущих почвообразовательных миграционных процессов и характеризуется замедлением скорости их изменений при продолжающемся мелиоративном воздействии. Это связано с исчерпанием в почвенном профиле резерва легкорастворимых солей, подлежащих выщелачиванию, и перемещением процессов солеобмена в почвенно-грунтовую толщу и грунтовые воды. Для характеристики постмелиоративного состояния почв и различных аспектов его проявления (диагностического, динамического, генетического, классификационного, экологического) разработаны качественные и количественные показатели, которые позволяют оценить скорость и вероятность наступления постмелиоративной стадии агрогенной трансформации почв; предложены некоторые меры по дальнейшему совершенствованию системы агролесомелиоративного воздействия, в частности, ограничение слоя рассоления мощностью 1 м, посевы многолетних трав.
7. Мелиоративные мероприятия приводят к созданию антропогенных почв с новой системой генетически взаимосвязанных горизонтов. Эти почвы не имеют аналогов в природе и не могут быть отнесены к солонцам или каким-либо другим таксонам. Морфологический профиль мелиорируемых солонцов в агролесомелиоративных системах состоит из типодиагностических горизонтов: однородного пахотного слоя с благоприятными водно-физическими свойствами, без следов бывшего солонцового горизонта, и элювиально-солевых горизонтов. Длительная мелиорация солончаковых солонцов увеличивает мощность и улучшает водно-физические свойства корнеобитаемой толщи за счет выщелачивания токсичных легкорастворимых солей, снижения подвижности глинисто-гумусовых веществ, наиболее важных для плодородия почв. Это позволяет отнести изученные почвы к отделу агроземов; при их дальнейшем подразделении на более низких таксономических уровнях в названии почвы предложено использовать термины «постсолонцовый», «элювиально-солевой».
8. Благодаря изменению и усилению биологического круговорота, возникновению новых компонентов и новых связей в искусственных лесных экосистемах, созданных на( лугово-каштановых почвах в мезопонижениях рельефа, изменяется проявление многих ведущих почвообразовательных процессов, в частности, трансформация органических остатков, переорганизация почвенной массы. В массивных лесных насаждениях начинают действовать процессы поступления и накопления древесного опада и отпада, в разложении которых значительное участие принимают сапротрофные почвенные беспозвоночные. Возникает биогенное оструктуривание верхних горизонтов почв, в том числе, с участием дождевых червей. Происходит изменение процессов гумусообразования, окарбоначивания и оглеения.
9. В целом, выявленные закономерности динамических процессов и трансформации почв в результате агролесомелиоративного воздействия, выращивания массивных лесных насаждений, проведения обводнительно-оросительных мероприятий, введения залежного режима на фоне естественной эволюции почв позволяют дать экологическую оценку их современного антропогенного этапа. Так, для почв под искусственными лесными насаждениями эта оценка и прогноз возможных последующих процессов засоления не могут являться однозначными в связи с сохраняющейся на участках, подверженных длительной мелиорации, зон опреснения мощностью 1-1,5 м. Однако можно предполагать дальнейшее усиление засоления в связи с возрастающим десуктивным расходом грунтовых вод древесными насаждениями на фоне подъема УГВ в условиях дефицита влаги.
10. Создание функционально необходимых и социально значимых искусственных лесных насаждений оказывает существенное влияние на природные ландшафты полупустыни, становясь важным фактором современного антропогенного этапа эволюции почв, предопределяющим ее направление, динамические характеристики, проявление ведущих почвообразовательных процессов. Выявлено изменение ландшафтной структуры полупустыни, появление новых, более мезофитных природно-антропогенных искусственных лесных комплексов интразонального характера. С учетом меняющейся почвенно-гидрологической обстановки и динамики изученных мелиоративных процессов предложены различные варианты создания устойчиво функционирующих агролесных экосистем.
308
Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Сиземская, Марина Львовна, Москва
1. Абатуров Б.Д. Западинный микрорельеф Прикаспийской низменности и механизмы его формирования // Аридные экосистемы. 2010. Т. 16. №5(45). С. 31-45.
2. Абатуров Б.Д. Зоогенные формы почвенных неоднородностей // Масштабные эффекты при исследовании почв. М.: Издательство Московского университета, 2001. С. 61-75.
3. Абатуров Б. Д. Изменение мелких форм рельефа и водно-физических свойств тяжелосуглинистых почв полупустыни под влиянием пастьбы животных // Почвоведение. 1991. № 8. С. 6-17.Абатуров Б.Д. Млекопитающие как компонент экосистем. М.: Наука, 1984. 287 с.
4. Абатуров Б.Д. Формирование микрорельефа и комплексного почвенного покрова в полупустыне северного Прикаспия как результат жизнедеятельности малого суслика // Млекопитающие в наземных экосистемах. М.: Наука, 1985. С. 224-249.
5. Абатуров Б.Д. Плотность почвы как фактор формирования микрорельефа в полупустыне северного Прикаспия // Почвоведение. 2007. № 7. С. 140-148.
6. Абатуров Б.Д., Зубкова JI.B. Влияние малых сусликов (Citellus pyg-maeus Pall.) на водно-физические свойства почв полупустыни Заволжья // Почвоведение. 1969. № 10. С. 59-69.
7. Абатуров Б.Д., Зубкова Л.В. Роль малых сусликов (Citellus pyg-maeus Pall.) в формировании западинного микрорельефа и почв в Северном Прикаспии // Почвоведение. 1972. № 5. С. 59-67.
8. Абатуров Б.Д., Зубкова Л.В., Девятых В.А. Роль роющей деятельности сусликов в перемещении минеральных веществ в полупустынных почвах Заволжья // Почвоведение. 1969. № 12. С. 93-95.
9. Абатуров Б.Д., Ларионов К.О., Колесников М.П., Никонова O.A. Состояние и обеспеченность сайгаков (Saiga tataricá) кормом на пастбищах с растительностью разных типов // Зоологический журнал. 2005. Т. 84. № 3. С. 377-390.
10. Александровский А.Л., Александровская Е.И. Эволюция почв и географическая среда. М.: Наука, 2005. 223 с.
11. Алтунин B.C. Мелиоративные каналы в земляных руслах. М.: Колос, 1979. 255 с.
12. Антропогенная и естественная эволюция почв и почвенного покрова: Материалы (тезисы) Всесоюз. Совещ., 10-12 янв. 1989 г. М.; Пущино: ВАСХНИЛ, 1989. 340 с.
13. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: МГУ, 1970. 487 с.
14. Арманд А.Д., Таргульян В.О. Некоторые принципиальные ограничения эксперимента в географии: (Принцип дополнительности и характерное время) // Изв. АН СССР. Сер. Геогр., 1974. № 4. С. 129-138.
15. Арнольди К.В., Перель Т.С., Шарова И.Х. Влияние искусственных лесных насаждений на почвенных беспозвоночных глинистой полупустыни // Животные искусственных лесных насаждений в глинистой полупустыне. М.: Наука, 1971. С. 34-55.
16. Базилевич Н. И., Панкова Е. И. Опыт классификации почв по содержанию токсичных солей ионов // Бюл. Почв. Ин-та. Вып. 5. М., 1972. С. 36-40.
17. Базилевич Н.И., Панкова Е.И. Методические указания по учету засоленных почв. М.: Гипроводхоз, 1968. 92 с.
18. Базовые шкалы свойств морфологических элементов почв. М., 1982.58 с.
19. Базыкина Г.С. Водный режим и водный баланс мелиорируемых почв в культурных биогеоценозах // Биогеоценотические основы освоения полупустыни Северного Прикаспия. М.: Наука, 1974. С. 63-146.
20. Базыкина Г.С. Изменение агрофизических свойств солончаковых солонцов Северного Прикаспия при мелиорации // Вопросы гидрологии и генезиса почв. М.: Наука, 1978. С. 5-31.
21. Базыкина Г.С. Роль чистого пара в улучшении влагообеспеченно-сти сельскохозяйственных культур в полупустынной зоне Северного Прикаспия // Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: Наука, 1989. С. 120-135.
22. Базыкина Г.С. Эволюция почв солонцового комплекса Северного Прикаспия при агролесомелиорации в богарных условиях // Почвоведение. 2005. №3. С. 285-296.
23. Базыкина Г.С. Экологическая оценка антропогенно-измененных лугово-каштановых почв солонцового комплекса Северного Прикаспия при агролесомелиорации в богарных условиях // Почвоведение. 2000. №11. С. 1340-1348.
24. Базыкина Г.С., Большаков А.Ф. Освоение почв полупустынного солонцового комплекса Северного Прикаспия в богарных условиях // Вестник с.-х. науки. 1985. № 3. С. 42-47.
25. Базыкина Г.С., Максимюк Г.П. Влияние древесных насаждений на режим и состав почвенно-грунтовых вод под большими падинами Северного Прикаспия // Вопросы гидрологии и генезиса почв. М.: Наука, 1978. С. 32-45.
26. Базыкина Г.С., Оловянникова И.Н. Мелиоративное влияние системы лесных полос на разных этапах ее функционирования в полупустыне Северного Прикаспия //Почвоведение. 1996. № 5. С. 679-688.
27. Базыкина Г.С., Титова H.A. Изменение органического вещества почв солонцового комплекса Северного Прикаспия под влиянием лесомелиорации//Почвоведение. 1993. № 1. С. 19-25.
28. Беспаева P.C., Казанцева Э.В., Люлинецкий А.Л. Классификация распаханных солонцов для выбора дифференцированных приемов мелиорации // Тез. докл. на Всесоюз. научно-практич. совещании. Целиноград, 1980. С. 166-169.
29. Биогеоценотические основы освоения полупустыни Северного Прикаепия. М.: Наука, 1974. 360 с.
30. Биологический энциклопедический словарь. М.: «Советская энциклопедия. 1989. 864 с.
31. Большаков А.Ф. Исследования Джаныбекского стационара // Тр. комиссии по ирригации. М.-Л., 1937. Вып. 10. С. 187-219.
32. Большаков А.Ф. Опыт мелиорации солончаковых солонцов и пути освоения почв солонцового комплекса // Тр. Ин-та леса АН СССР. 1958. Т. 38. С. 12-20.
33. Большаков А.Ф. Опыт мелиорации солончаковых солонцов северозападной части Прикаспийской низменности // Тр. Компл. науч. экспедиции по полезащитному лесоразведению. 1952. Т. 2. Вып. 3. С. 64-100.
34. Большаков А.Ф. Сельскохозяйственные культуры в сложных культурных агролесных биогеоценозах // Биогеоценотические основы освоения полупустыни Северного Прикаепия. М.: Наука, 1974. С. 310-337.
35. Большаков А.Ф., Базыкина Г.С. Принципы и агротехника мелиорации почв солонцового комплекса и изменение их физических свойств в результате мелиорации // Биогеоценотические основы освоения полупустыни Северного Прикаепия. М.: Наука, 1974. С. 53-62.
36. Большаков А.Ф., Боровский В.М. Почвы и микрорельеф Прикаспийской низменности // Солонцы Заволжья. М.-Л.: ВАСХНИЛ, 1937. С. 134-169.
37. Большаков А.Ф., Максимюк ГЛ. Изменение почв полупустынного солонцового комплекса при мелиорации // Водный и солевой режимы, свойства и продуктивность почв: Науч. Тр. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1982. С. 10-19.
38. Большаков А.Ф., Метелев В.Я. Влагопотребление сельскохозяйственных культур на мелиорируемых почвах солонцового комплекса // Почвоведение. 1968. № 5. С. 63-68.
39. Большаков А.Ф., Эрперт С.Д., Шейнин Л.Б. Пути сельскохозяйственного освоения полупустыни. М.: Наука, 1983. 72 с.
40. Бондарев А.Г. О роли горизонтального движения влаги в орошаемых "почвах Заволжья // Бюлл. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. Вып. 5. М., 1972. С. 82-91.
41. Борзенко С.Г., Дронова Т.Я., Колесников A.B., Соколова Т.А., Тол-пешта И.И., Сиземская М.Л. Химико-минералогическая характеристика солончакового солонца и лугово-каштановой почвы // Вестн. МГУ. Серия 17. Почвоведение. 2003. № 3. С. 3-8.
42. Бреслер Э., Макнил Б.Л., Картер Д.Л. Солончаки и солонцы. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 296 с.
43. Быков A.B. Значение древесно-кустарниковой растительности для позвоночных животных глинистой полупустыни Заволжья // Аридные экосистемы. 2010. Т. 16. № 5(45). С. 90-97.
44. Быков A.B., Оловянникова И.Н., Сапанов М.К. Роль зоогенных факторов при создании колочно-западинного ландшафта в глинистой полупустыне Заволжья // Лесоведение. 1993. № 6. С. 27-33.
45. Быков A.B., Сапанов М.К. Значение роющей деятельности мелких млекопитающих в процессах накопления воды в лесных насаждениях глинистой полупустыни // Экология. 1989. № 1. С. 50-55.
46. Бычков H.H. Экологическая оценка современного солевого состояния лугово-каштановых почв в лесомелиоративных системах Северного Прикаспия. Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 2007. 24 с.
47. Бычков H.H., Колесников A.B., Сиземская M.JI. Солевое состояние лугово-каштановых почв в агролесомелиоративных системах Северного Прикаспия //Вестник МГУ. Сер. 17. Почвовед. 2005. № 2. С. 44-51.
48. Вадюнина А. Ф., Корчагина 3. А. Методы исследования физических свойств почв. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Агропромиздат. 1986. 416 с.
49. Вальтер Г. Растительность земного шара. М.: Прогресс, 1975. Т. 3. 428 с.
50. Васенев И.И. Почвенные сукцессии. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. 400 с.
51. Верба М.П., Кулакова Н.Ю., Ямнова И.А. Диагностика почвообразовательных процессов залежных темноцветных чернозёмовидных почв Северного Прикаспия // Почвоведение. 2006. № 9. С. 1098-1110.
52. Верба (Лебедева) М.П., Ямнова И.А., Сиземская М.Л. Эволюция свойств темноцветных черноземовидных почв больших падин Северного Прикаспия при выращивании массивных лесных насаждений // Почвоведение. 2005. № 11. С. 1297-1309.
53. Водный режим почв полупустыни. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 255 с.
54. Волконский H.A. Изменение экологических условий на территориях, прилегающих к оросительным системам // Почвоведение. 1976. № 12. С. 152-155.
55. Володина И.В., Соколова Т.А. Баланс ионов при взаимодействии лугово-каштановых почв с минерализованными грунтовыми водами в условиях модельного опыта // Вестник МГУ. Серия 17. Почвоведение. 2007. № 1.С. 15-22.
56. Володина И.В., Соколова Т.А. Изменение солевого состояния лугово-каштановых почв под влиянием минерализованных грунтовых вод в условиях модельного опыта // Почвоведение. 2007. № 8. С. 937-948.
57. Вомперский С.Э. Экологизация лесного и сельского хозяйства в связи с задачами устойчивого развития // Лесное хоз-во. 1999. № 3. С. 2-4.
58. Вомперский С.Э. Экологические исследования и некоторые уроки освоения полупустыни в Северном Прикаспии // Аридные экосистемы. 2010. Т. 16. №5(45). С. 7-14.
59. Вомперский С.Э., Добровольский Г.В., Сапанов М.К., Сиземская М.Л., Соколова Т.В. Рукотворный лесной оазис в полупустыне // Вестник РАН. 2006. № 9. С. 798-804.
60. Вомперский С.Э., Оловянникова И.Н. Лесоаграрная система освоения полупустынных земель Прикаспия // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1984. № 5. С. 675-686.
61. Вомперский С.Э., Оловянникова И.Н., Базыкина Г.С., Сапанов М.К., Сиземская М.Л. Основные итоги биогеоценотических исследований и лесомелиорации в полупустыне Северного Прикаспия // Почвоведение. 2000. № И. С. 1305-1317.
62. Воробьева Л. А. Химический анализ почв. М.: МГУ, 1998. 272 с.
63. Воробьева Л.А., Кречетова Е.В., Гороненкова Е.Е. Карбонатные равновесия и щелочность почв Джаныбекского стационара // Вестник МГУ. Серия 17. Почвоведение. 1991. №4. С. 18-24.
64. Всеволодова-Перель Т.С. Население почвенных беспозвоночных мезофауны в комплексной полупустыне Прикаспия и его изменение при создании полезащитных лесных полос // Зоол. журн. 2002. Т. 81. № 3. С. 298-305.
65. Всеволодова-Перель Т.С. Формирование населения почвенных беспозвоночных (мезофауны) в лесных насаждениях комплексной полупустыни Прикаспия // Зоол. журн. 2006. Т. 85. № 11. С. 1327-1332.
66. Всеволодова-Перель Т.С., Сиземская М.Л. Изменение почвенной мезофауны и некоторых свойств лугово-каштановой почвы при лесоразведении в Прикаспии // Почвоведение. 2000. № 11. С. 1356-1364.
67. Всеволодова-Перель Т.С., Сиземская М.Л. Интродукция дождевых червей в почву под лесными насаждениями в Прикаспии // Почвоведение. 1989. № 5. С. 136-141.
68. Всеволодова-Перель Т.С., Сиземская М.Л. Лесная подстилка и роль почвообитающих беспозвоночных в ее формировании в условиях глинистой полупустыни Северного Прикаспия // Почвоведение. 2005. № 7. С. 864-870.
69. Всеволодова-Перель Т.С., Сиземская М. JI. Пространственная структура почвенного населения глинистой полупустыни Северного Прикаспия // Известия РАН. Серия биологическая. 2007. № 6. С. 748-754.
70. Гаррельс Р. М., Крайст Ч. Л. Растворы, минералы, равновесия. М.: Мир, 1968. 368 с.
71. Гедройц К.К. Избранные сочинения. Т.1, 2. М.: ГИСХЛ, 1955.
72. Геннадиев А.Н. Почвы и время: модели развития. М.: МГУ, 1990. 230 с.
73. Геннадиев А.Н., Пузанова Т.А. Эволюция почвенного покрова Западного Прикаспия в голоцене // Почвоведение. 1994. № 2. С. 5-15.
74. Геосистема во времени. М.: Ин-т географии РАН, 1991. 333 с.
75. Герасимов И.П. Опыт генетической диагностики почв СССР на основе элементарных почвенных процессов // Почвоведение. 1975. № 5. С. 3-9.
76. Герасимов И.П. Почвы Прикаспийской низменности // Почвы СССР. 1939. Т 3. С. 277-296.
77. Герасимов И.П. Учение В.В. Докучаева и современность. М.: Мысль, 1986. С. 85-108.
78. Герасимов И.П. Элементарные почвенные процессы как основа для генетической классификации почв // Почвоведение. 1973. № 5. С. 102113.
79. Герасимов И.П., Глазовская A.A. Основы почвоведения и географии почв. М.: Географгиз, 1960. 490 с.
80. Герасимова М.И., Лебедева И.И., Тонконогов В.Д. Антропогенно-преобразованные почвы в мировых классификационных системах // Почвоведение. 1996. № 8. С. 961-967.
81. Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В., Прокофьева Т.В. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация. Смоленск: Ойкумена, 2003. 268 с.
82. Гильманов Т.Г., Иващенко А.И. Первичная продуктивность экосистем солонцового комплекса глинистой полупустыни Северного Прикаепия // Известия РАН. Серия биологическая. 1990. № 4. С. 600-611.
83. Гиляров М.С. Зоологический метод диагностики почв. М.: Наука, 1965. 275 с.
84. Гиляров М.С. Индикационное значение почвенных животных при работах по почвоведению, геоботанике и охране среды // Проблемы и методы биологической диагностики и индикации почв. М., 1976. С. 9-18.
85. Гиляров М.С. Почвенные беспозвоночные как индикатор почвенного режима и его изменений под влиянием антропогенных факторов // Биоиндикация состояния окружающей среды Москвы и Подмосковья. М., 1982. С. 8-12.
86. Глазовская М.А. Роль и функции педосферы в геохимических циклах углерода//Почвоведение. 1996. № 2. С. 174-186.
87. Глинка К.Д. Почвоведение. 3-е изд. М.: Новая деревня, 1927. 580 с.
88. Голованов А.И., Панкова Е.И., Сотнева Н.И. Мелиорация и рациональное использование почв солонцовых комплексов Северного Прикаепия // Известия РАН. Серия географическая. 2003. № 6. С. 66-76.
89. Голованов А.И., Сотнева Н.И. Математическое моделирование вла-го- и солепереноса в геосистемах солонцовых комплексов Северного Прикаепия//Почвоведение. 2009. № 3. С. 273-289.
90. Голубев B.C. Устойчивое развитие: новая парадигма // Вестник РАН. 1997. Т. 67. № 12. С. 1104-1107.
91. Гордеева Т.К. К биологии полыни черной // Тр. Ботан. ин-та АН СССР. Сер. III. 1957. Вып. 11. С. 88 117.
92. Гордеева Т.К. Динамика естественной растительности в полупустыне (на примере Джаныбекского стационара) // Ботан. журн. 1959. Т. 44. № 9. С. 1238-1248.
93. Гордеева Т.К. О динамике почвенно-растительных комплексов Прикас-пия//Проблемы ботаники. 1962. Т. 6. С. 354-363.
94. Гордеева Т.К., Ларин И.В. Естественная растительность полупустыни Прикаспия как кормовая база животноводства. М.—Л.: Наука, 1965. 160 с.
95. Грабовская O.A. Минералогический состав солей и процессы их трансформации при засолении почв Вахшской долины // Почвоведение. 1947. №6. С. 349-354.
96. Грачев В.А., Любимова И.Н., Павлов В.А. Граничные показатели натриевой пептизируемости почв // Почвоведение. 1997. №8. С. 966-972.
97. Грачев В.А., Павлов В.А., Любимова И.Н. Солонцеватость. Конкретизация понятия // Почвы засушливой зоны и их изменение под влиянием мелиорации: Научн. Тр. Почв. Ин-та им. В. В. Докучаева. М., 1994. С. 3-9.
98. Гребенников A.M., Дмитриев Е.А. Морфологические особенности перехода почв в комплексном почвенном покрове сухой степи // Вестник МГУ. Сер. 17. Почвовед. 1983. № 2. С. 11-19.
99. Григорьев Д.П. Онтогения минералов. Львов: Изд-во Львовского ун-та, 1962. 284 с.
100. Гриффите Д. Научные методы исследования осадочных пород. М.: Мир, 1971.492 с.
101. Гумилев Л.Н. Тысячелетие вокруг Каспия. М.: Институт ДИ-ДИК, 1998. 592 с.
102. Девятых В. А. Генетические особенности почв солонцового комплекса северо-западного Прикаспия (на примере Джаныбекского стационара АН СССР): Автореф. дисс. канд. биол. наук. М., 1970. 17 с.
103. Демкин В.А. Об эволюции солевого состава почв Северного Прикаспия //Почвоведение. 1979. № 4. С. 23-28.
104. Демкин В.А., Демкина Т.С., Борисов A.B., Якимов A.C., Сергацков И.В. Изменение почв и природных условий пустынного Заволжья за последние 4000 лет // Почвоведение. 2004. № 1. С. 271-283.
105. Демкин В.А., Дергачева М.И.; Борисов A.B.; Рысков Я.Г.; Олейник С.А. Эволюция степных почв и изменение климата ВосточноЕвропейской полупустыни в позднем голоцене // Почвоведение. 1998. № 2. С. 148-157.
106. Демкин В.А., Иванов И.В. Особенности формирования карбонатного профиля почв сухо-степной зоны юго-востока европейской части СССР //Почвоведение. 1987. №1. С. 35-43.
107. Демкин В.А., Иванов И.В. Развитие почв Прикаспийской низменности в голоцене. Пущино, 1985. 164. с.
108. Демкин В.А., Ельцов М.В., Алексеев А.О., Алексеева Т.В., Демкина Т.С., Борисов A.B. Развитие почв Нижнего Поволжья за историческое время // Почвоведение. 2004. № 12. С. 1486-1497.
109. Димо H.A., Келлер Б.А. В области полупустыни. Саратов: Изд. Саратовского Губернского Земства, 1907. 213 с.
110. Динесман Л.Г. Биогеоценозы степей в голоцене. М.: Наука, 1977. 160 с.
111. Динесман Л.Г. Изменение природы северо-запада Прикаспийской низменности. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 159 с.
112. Динесман Л.Г., Киселева Н.К. Эволюция степных почв и изменение влагообеспеченности растительного покрова // Почвоведение. 1996. № 2. С. 213-220.
113. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М.: МГУ, 1995. 320 с.
114. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах. М.: Наука, 1990. 261 с.
115. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экологические функции почвы. М.: Изд-во МГУ, 1986. 136 с.
116. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экология почв. М.: Изд-во МГУ, Наука, 2006. 364.
117. Докучаев В.В. К вопросу о соотношении между возрастом м высотой местности, с одной стороны, характером и распределением черноземов, лесных земель и солонцов с другой // Вестн. естествознания. 1891. № 1/3. С. 18-29.
118. Докучаев В.В. Русский чернозем: Отчет Вольн. экон. о-ву. СПб.: Вольн. экон. о-во, 1883. 376 с. То же: Сочинения. М.: АН СССР, 1949. Т. 3. 622 с.
119. Доскач А.Г. Природа северной части Волго-Уральского междуречья // Почвы комплексной равнины Северного Прикаспия и их мелиоративная характеристика. М.: Наука, 1964. С. 7-21.
120. Доскач А.Г. Природное районирование Прикаспийской полупустыни. М.: Наука, 1979. 144 с.
121. Егоров В.В. Особенности природной и мелиоративной обстановки на землях Кисловской оросительной системы в Волгоградском Заволжье //Бюл. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. 1974. Вып. 17. С. 5-12.
122. Егоров В.В. Солевые аномалии в профиле степных солонцов и их причина//Почвоведение. 1967. № 5. С. 108-114.
123. Еккель П., Хилл Б., Грин М. На пути к трансформации // Университетское управление: практика и анализ. 1999. № 1.
124. Естественная и антропогенная эволюция почв. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1988. 181 с.
125. Животные искусственных лесных насаждений в глинистой полупустыне (по материалам Джаныбекского стационара). М.: Наука, 1971. 198 с.
126. Зайдельман Ф. Р. Мелиорация почв. М., МГУ, 1996. 384 с.
127. Зайдельман Ф. Р., Тюльпанов В. И., Ангелов Е. Н., Давыдов А. И. Почвы мочарных ландшафтов формирование, агроэкология и мелиорация. М.: МГУ, 1998. 160 с.
128. Залетаев B.C. Жизнь в пустыне (географо-биогеоценотические и экологические проблемы). Москва: Мысль, 1976. 271 с.
129. Засоленные почвы России. М.: ИКЦ Академкнига, 2006. 854 с.
130. Захаров С.А. Курс почвоведения. 2-е изд. M.-JL: Сельхозгиз, 1931. 440 с.
131. Зимовец Б.А. О происхождении, накоплении и перераспределении солей в комплексных почвах Прикаспийской низменности // Почвоведение. 1970. № 5. С. 12-25.
132. Зимовец Б.А. Пространственная неоднородность засоления почв солонцового комплекса Прикаспийской низменности // Почвоведение. 1996. №5. С. 610-619.
133. Зимовец Б.А. Процессы накопления и перераспределения солей в комплексных почвах полупустынной зоны // Мелиорация орошаемых и засоленных почв. Т. 14. М.: Почв, ин-т им. В.В. Докучаева, 1970. С. 165185.
134. Золотокрылин А.Н., Титкова Т.Б. Природная переходная зона на Прикаспийской низменности // Изв. АН. Сер. геогр. 2004. № 2. С. 92-99.
135. Зонн C.B. О современных проблемах генезиса, эволюции и трансформации почв // Почвоведение. 1992. № 11. С. 10-15.
136. Иванов И.В. Динамика атмосферного увлажнения и эволюция почв аридной области умеренного пояса Севера Евразии в голоцене
137. Почвенные процессы и пространственно-временная организация почв. Москва, 2006. С. 7-34.
138. Иванов И.В. Развитие представлений об эволюции почв в российском почвоведении // Проблемы эволюции почв. Пущино, 2003. С. 5-10.
139. Иванов И.В. Эволюция почв степной зоны в голоцене. М.: Наука, 1992. 144 с.
140. Иванов И.В., Демкин В.А., Губин C.B., Брылев В.А. Генезис каштановых почв Северного Прикаспия и некоторые особенности сухостеп-ных почв // Почвоведение. 1980. №8. С. 30-42.
141. Иванов И. В., Демкин В. А., Губин С. В., Мамонтов В. И. Развитие почв бессточной равнины Северного Прикаспия в голоцене // Почвоведение. 1982. № 1.С. 5-17.
142. Иванов H.H. Ландшафтно-климатические зоны земного шара. М.-Л.: "Зап. ВГО", 1948. Вып. 1. 224 с.
143. Иванова E.H., ФридландВ.М. Почвенные комплексы сухих степей и их эволюция // Вопросы улучшения кормовой базы в степных, полупустынных и пустынных зонах СССР. М.-Л.: Издательство АН СССР, 1954. С. 162-190.
144. Иенни Г. Факторы почвообразования. М.: Иностр. лит., 1948. 333 с.
145. Иозефович Л.И. К вопросу о происхождении микрорельефа и комплексности сухих степей // Природа и сельское хозяйство засушливо-пустынных областей СССР. Воронеж. 1928. № 3. С. 113-148.
146. Каменецкая И.В. Естественная растительность Джаныбекского стационара // Тр. Компл. экспедиции по полезащит. лесоразведению АН СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1952. Т. 2. Вып. 3. С. 101-162.
147. Каменецкая И.В., Гордеева Т.К., Ларин И.В. Структура и динамика естественной растительности в районе Джаныбекского стационара // Тр. Ин-та леса АН СССР. М.: Наука, 1955. Вып. 25. С. 175-211.
148. Караваева H.A. Агрогенные почвы: условия среды, свойства и процессы //Почвоведение. 2005. № 12. С. 1518-1529.
149. Караваева H.A., Лебедева И.И., Скворцова Е.Б., Герасимова М.И. Географо-генетическая концепция пахотных горизонтов и опыт их типизации//Почвоведение. 2003. № 12. С. 1413- 1421.
150. Карандина С.Н. Рост и развитие дуба в падинах Западного Казахстана. М.: Наука, 1966. 83 с.
151. Карандина С.Н., Эрперт С.Д. Климатическое испытание древесных пород в Прикаспийской полупустыне. М.: Наука, 1972. 127 с.
152. Кац Д.М. Режим грунтовых вод в орошаемых районах и его регулирование. М.: Сельхозгиз, 1963. 367 с.
153. Карта почвенно-географического районирования СССР. Масштаб 1:8000000.М., 1983.
154. Кирюшин В.И., Окороков В.В. Факторы агрегативной устойчивости дисперсных систем солонцовых почв // Солонцы и их освоение. Научно-технический бюллетень. 1980. Вып. 22. С. 36-53.
155. Киселева Н.К. Влияние малого суслика на миграцию солей в почвах Прикаспийской низменности // Почвоведение. 1976. № 1. С. 73-86.
156. Киссис Т.Я. (при участии Польского М.Н.) Водный режим темноцветной черноземовидной почвы большой падины под древесным насаждением // Водный режим почв полупустыни. М.: АН СССР, 1963. С. 84126.
157. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
158. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 223 с.
159. Классификация почв России. М. Изд-во Почв, ин-та им. В.В. Докучаева РАСХН, 1997. 236 с.
160. Классификация почв России. М., 2000. 235 с.
161. Князева JI.А. Защитное лесоразведение в сухой степи Западного Казахстана. М.: Наука, 1975. 160 с.
162. Князева Н.В. Пептизация почв и активности ионов натрия в почвенных суспензиях//Почвоведение. 1981. № 8. С. 52-60.
163. Ковда В.А. О мелиорации солонцов Каспийской низменности методом плантажа // Проблемы советского почвоведения. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1938. Вып. 6. С. 1-23.
164. Ковда В. А. Происхождение и режим засоленных почв. М.-Л.: АН СССР, 1946. Т. 1. 568 с.
165. Ковда В.А. Основы учения о почвах. М.: Наука, 1973. Кн. 1. 447 е.; Кн. 2. 468 с.
166. Ковда В.А. Почвы Прикаспийской низменности (северо-западной части). М.: Изд-во АН СССР, 1950. 255 с.
167. Ковда В.А. Солончаки и солонцы. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1937. 245 с.
168. Ковда В.А., Большаков А.Ф., Боровский В.М. О мелиорации солонцов Каспийской низменности методом плантажа // Проблемы советского почвоведения. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1938. Вып. 6. С. 23-34.
169. Козловский Ф. И. Теория и методы изучения почвенного покрова. М.: ГЕОС, 2003. 536 с.
170. Козловский Ф.И. Современные естественные и антропогенные процессы эволюции почв. М.: Наука, 1991. 196 с.
171. Колебания увлажненности Арало-Каспийского региона в голоцене. М.: Наука, 1980. 236 с.
172. Колесников А. В. Закономерности катионного обмена в лугово-каштановых почвах Северного Прикаспия (на примере почв Джаныбек-ского стационара). Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 2004. 23 с.
173. Колесников A.B., Соколова Т.А. Активность ионов кальция, натрия и калия в лугово-каштановых почвах Северного Прикаспия // Вестник МГУ. Сер. 17. Почвоведение. 2004. № 3. С.23-33.
174. Колесников A.B., Соколова Т.А. Некоторые химические свойства лугово-каштановых почв залежного участка на территории Джаныбек-ского стационара // Аридные экосистемы. 2010. Т. 16. № 5(45). С. 67-78.
175. Колесников A.B., Соколова Т.А., Сиземская М.Л. Характеристика почвенного поглощающего комплекса луговоОкаштановых почв Северного Прикаспия (Джаныбекский стационар) // Почвоведение. 2006. № 2. С. 179-189.
176. Колесников A.B., Соколова Т.А., Толпешта И.И., Сиземская М.Л. О составе обменных катионов и селективности катионного обмена в целинных солончаковых солонцах Северного Прикаспия // Вест. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почв. 2002. № 3. С. 12-18.
177. Концепция перехода Российской Федерации на модель устойчивого развития // Зеленый мир. 1995. № 7.
178. Конюшкова М.В., Козлов Д.Н. Автоматизированный анализ распространения темноцветных черноземовидных почв в северном Прикас-пии по данным космической съемки (на примере Джаныбекского стационара) // Аридные экосистемы. 2010. Т. 16. № 5(45). С. 46-56.
179. Копыл И.В., Николаев В.А. Физико-географическое районирование Прикаспийской низменности по материалам космической съемки // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1984. № 1. С. 65-70.
180. Копыл И.В., Николаев В. А., Сенкевич Н.Г. Ландшафтно-экологическая экстраполяция лесомелиоративного опыта в Прикаспийской полупустыне // Вестн. Моск. университета. Серия 5. география. 1990. №2. С. 53-61.
181. Корнблюм Э.А., Дементьева Т.Г., Зырин Н.Г., Бирина А.Г. Некоторые особенности процессов передвижения и преобразования глинистыхминералов при образовании южного и слитого черноземов, лиманной солоди и солонца // Почвоведение. 1972. № 5. С. 107-114.
182. Корнблюм Э.А., Дементьева Т.Г. Химико-минералогические особенности лиманных солодей пустынно-степного Заволжья // Почвоведение. 1976. №8. С. 107-121.
183. Корнблюм Э.А., Павлов В.А. Первичная классификация почвенных солевых профилей // Почвоведение. 1987. № 4. С. 72-84.
184. Корнейчук Б.В. Трансформационные модели микроэкономики. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003. 88 с.
185. Коссович П.С. Основы учения о почве. СПб., 1911. Ч. 2. Вып. 1. 264 с.
186. Кремер A.M. Неоднородности почвенного покрова как самоорганизующиеся системы // Закономерности пространственного варьирования свойств почв и информационно-статистические методы их изучения. М.: Наука, 1970. С. 68-80.
187. Кретинин В.М. Мониторинг плодородия лесомелиорированных почв Джаныбекского стационара // Почвоведение. 1996. № 12. С. 15021507.
188. Кречетов П. П. Трансформация соединений кальция в черноземах в условиях интенсивного земледелия. Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 1991.24 с.
189. Крупеников И.А. Почвенный покров Молдовы: прошлое, настоящее, будущее. Кишинев: Штиница, 1992. 262 с.
190. Кулакова Н.Ю. Влияние искусственных лесных экосистем на состояние основных элементов питания в почвах глинистой полупустыни Северного Прикаспия (на примере Джаныбекского стационара). Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 2008. 24 с.
191. Кулакова Н.Ю., Соколова Т.А. Влияние лесных культур на состояние калия и фосфора в черноземовидных почвах больших падин полупустынной зоны Северного Прикаспия // Вестник МГУ. Серия 17. Почвоведение. 2003. № 3. С. 9-14.
192. Кулакова Н.Ю., Соколова Т.А., Лаврова В.А. Влияние лесных культур на доступность азота в черноземовидных почвах Северного Прикаспия // Лесоведение. 1996. № 2. С.42-51.
193. Курганова И.Н. Лиманные солоди как компонент почвенного покрова в условиях полупустыни (на примере Джаныбекского стационара АН СССР). Автореф. дисс. канд. биол. наук. М., 1986. 24 с.
194. Ларин И.В. Основные закономерности распределения растительности и геоботаническое районирование Северного Прикаспия // Вопросы улучшения кормовой базы в степной, полупустынной и пустынной зонах СССР. М.-Л.: АН СССР, 1954. С. 191-209.
195. Лебедева (Верба) М.П., Габченко М.В. Микроморфологический анализ современных процессов в почвах солонцового комплекса Северного Прикаспия // Почвообразовательные процессы. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 2006. С. 236-256.
196. Лебедева (Верба) М.П., Сиземская М.Л. Анализ микростроения мелиорированных солонцов Джаныбекского стационара для оценки их экологического состояния // Поволжский экологический журнал. 2010. № 2. С. 166-176.
197. Лебедева И.И., Тонконогов В.Д., Шишов ЛЛ. Классификационное положение и систематика антропогенно-преобразованных почв // Почвоведение. 1993. № 9. С. 98-106.
198. Лебедева И. И., Тонконогов В.Д., Герасимова М. И. Антропогенное почвообразование и новая классификация почв // Почвоведение. 2005. № 10. С. 1158-1164.
199. Лебедева И.И., Тонконогов В.Д., Шишов Л.Л. Классификационное положение и систематика антропогенно-измененных почв // Почвоведение. 1993. №9. С. 98-106.
200. Лебедева И.И.; Тонконогов В.Д.; Шишов Л.Л.; Суханов П.А.; Пер-цович А.Ю. Агрогенно-преобразованные почвы: эволюция и систематика //Почвоведение. 1996. № 3. С. 351-358.
201. Левина Ф.Я. Растительность полупустыни Северного Прикаспия и ее кормовое значение. М.-Л.: Наука, 1964. 336 с.
202. Леонтьев O.K., КаплинП.А., Рычагов Г.И., Свиточ A.A., Абрамова Т.А. Новые данные о четвертичной истории Каспийского моря // Комплексные исследования Каспийского моря. М.: Изд-во МГУ, 1976. Вып. 6. С. 49-63.
203. Лим В.Д., Шоба С.А., Рамазанов А.Р., Сафонов В.Ф. Микроморфологические исследования сероземно-луговых гипсированных почв Джи-закской степи // Инженерные мероприятия по борьбе с засолением орошаемых земель. Ташкент, 1975. Вып. 144. С. 76-83.
204. ЛиндеманГ.В. Взаимоотношения насекомых-ксилофагов и лиственных деревьев в засушливых условиях. М.: Наука, 1993. 206 с.
205. ЛиндеманГ.В., Абатуров Б.Д., Быков A.B., ЛопушковВ.А. Динамика населения позвоночных животных Заволжской полупустыни. М.: Наука, 2005. 252 с.
206. Линдеман Г.В., Оловянникова И.Н., Сапанов М.К. Экологическая оценка лесоразведениия в полупустыне // Экологические процессы в аридных биогеоценозах. XIX чтения памяти академика В.Н. Сукачева. М., 2001. С. 84-112.
207. Линдеман Г.В., Оловянникова И.Н., Сапанов М.К., Сенкевич Н.Г., Сиземская М.Л. Экологическая оценка лесоразведения в полупустыне и современные подходы к созданию лесоаграрных ландшафтов // Аридные экосистемы. 1996. Т. 2. № 4. С. 111-122.
208. Любимова И.Н. Агрогенная эволюция почв солонцовых комплексов сухо-степной зоны // Почвоведение. 2002. № 7. С. 892-903.
209. Любимова И. Н., Дегтярева Е. Т. Изменение карбонатного профиля почв солонцовых комплексов при агрогенном воздействии // Почвоведение. 2000. № 7. С. 855-860.
210. Максимюк Г.П. Изменение химического состава и физико-химических свойств солончаковых солонцов в результате промывок // Тр. Почв. Ин-та им. В.В.Докучаева. 1961. Т. 56. С. 215-296.
211. Максимюк Г.П. Перераспределение солей в почвах солонцового комплекса под влиянием мелиорации // Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: Наука, 1989. С. 15-29.
212. Максимюк Г.П. Солевой режим и солевой баланс мелиорируемых солончаковых солонцов в культурных биогеоценозах // Биогеоценотиче-ские основы освоения полупустыни Северного Прикаспия. М.: Наука, 1974. С. 147-206.
213. Максимюк Г.П. Солевой режим солончаковых солонцов и его изменение при мелиорации // Труды Института Леса. Т. 38. М.: изд-во АН СССР, 1958. С. 83-98.
214. Мамаев В.В., Романовский М.Г.Биогеоценологические подходы к изучению дубрав лесостепи // Идеи биогеоценологии в лесоведении и лесоразведении. М.: Наука, 2006. С. 105-119.
215. Меняйло К.А., Солдатова Е.Ф., Соколова Т.А., Селецкий Г.И. Солевые новообразования в степных почвах на древних корах выветривания // Вестник МГУ. Серия 17. Почвоведение. 1989. № 2. С. 20-27.
216. Методические указания по анализу засоленных почв. Л., 1987.
217. Мигунова Е.С. Лесонасаждения на засоленных почвах. М.: Лесная пром-сть, 1978. 143 с.
218. Минашина Н.Г. Токсичные соли в почвенном растворе, их расчет и классификация почв по степени засоления // Почвоведение. 1970. № 8. С. 92-106.
219. Минашина Н.Г. Мелиорация засоленных почв. М.: Колос, 1978. 269 с.
220. Минкин М.Б., Калиниченко В.П. Интенсификация мелиоративного процесса на почвах солонцовых комплексов посредством регулирования гидрологического режима //Почвоведение. 1981. № 11. С. 88-98.
221. Минкин М.Б., Калиниченко В.П. Регулирование гидрологического режима комплексных солонцовых почв. Изд-во Ростовского ун-та, 1986. 232 с.
222. Мировая коррелятивная база почвенных ресурсов: основа для мировой классификации и корреляции почв. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2007. 278 с.
223. Михеев В. И. Рентгенометрический определитель минералов. М.: Госгеолитиздат, 1957. 868 с.
224. Мозесон Д. Л. Основные типы западинного микрорельефа Волго-Уральского междуречья и его генезис // Тр. института географии АН СССР. М., 1956. Вып. 69. С. 37-92.
225. Мозесон Д.Л. Микрорельеф северо-западной части Прикаспийской низменности и его влияние на поверхностный сток // Тр. Ин-та леса АН СССР. М., 1955. Т.25. С. 55-65.
226. Моисеев H.A., Писаренко H.A. На пути к новой парадигме // Лесное хоз-во. 1996. №2. С. 5-10.
227. Муратова B.C., Пачепский Я.А., Понизовский A.A. О растворимости гипса в почвенных растворах и водных вытяжках из гипсоносных горизонтов почв // Почвоведение. 1980. №5. С. 91-101.
228. Муха В.Д. Естественно-антропогенная эволюция почв. М.: Колос, 2004. 270 с.
229. Научные основы освоения полупустыни северо-западного Прикаспия // Тр. Ин-та леса АН СССР. 1958. Т. 28. 207 с.
230. Неуструев С.С. Опыт классификации почвообразовательных процессов в связи с генезисом почв // Изв. Географ. Ин-та. 1926. Вып. 6. С. 141.
231. Николаев В.А., Копыл И.В., Линдеман Г.В. Ландшафтный экотон в Прикаспийской полупустыне // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1997. № 2. С. 34-39.
232. Николаев В.А., Копыл И.В., Пичугина Н.Б. Фациальная структура полупустынного ландшафта в Северном Прикаспии // Вестник Московского университета. Сер. 5. География. 1995. № 2. С. 74-83.
233. Новикова Н.М., Волкова H.A., Хитров Н.Б. Растительность Джаны-бекского научного стационара // Аридные экосистемы. 2004. Т. 10. № 2223. С. 9-18.
234. Новикова Н.М., Хитров Н.Б., Вышивкин A.A., Волкова H.A., Григорьева Ю.В. Оценка изменения растительности на основании крупномасштабного картографирования // Геоботаническое картографирование. Санкт-Петербург: БИН РАН. 2007. С. 30-44.
235. Овечкин C.B. О формах карбонатных новообразований в черноземах // Бюлл. Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1976. Вып. XI. С. 77-83.
236. Одум Ю. Экология. М.: Мир, 1986. Т. 2. 376 с.
237. Оловянникова И.Н. Баланс влаги в черноземовидной почве под насаждением вяза мелколистного//Почвоведение. 1977. № 12. С. 77-87.
238. Оловянникова И.Н. Влияние лесных колков на солончаковые солонцы. М.: Наука, 1976. 127 с.
239. Оловянникова И.Н. Влияние насаждений вяза приземистого на водно-солевой режим черноземовидных почв депрессий Прикаспийской полупустыни // Лесоведение. 1996. № 2. С. 30-41.
240. Оловянникова И.Н. Водный режим растительности солонцового комплекса Прикаспия и условия лесоразведения // Искусственные насаждения и их водный режим в зоне каштановых почв. М.: Наука, 1966. С. 186-313.
241. Оловянникова И.Н. Динамика продуктивности растительного покрова в Заволжской глинистой полупустыне // Ботанический журнал. 2004. Т. 89. № 7. С. 1121-1136.
242. Оловянникова И.Н. Особенности лесной подстилки в насаждениях вяза приземистого с колониями грачей // Почвоведение. 2000. № 11. С. 1349-1355.
243. Оловянникова И.Н. Потребление влаги вязом мелколистным в полупустыне Прикаспия при различной влагообеспеченности // Почвоведение. 1980. №4. С. 92-102.
244. Оловянникова И.Н. Рост порослевого поколения вяза приземистого на почвах солонцового комплекса Прикаспия // Лесоведение. 1990. № 3. С. 23-32.
245. Оловянникова И.Н. Структурно-функциональные особенности лесомелиоративной полезащитной системы // Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: Наука, 1989. С. 93-113.
246. Оловянникова И.Н. Устойчивость порослевого вяза приземистого и долговечность его насаждений на почвах солонцового комплекса // Лесоведение. 1999. № 5. С. 50-55.
247. Оловянникова И.Н. Формирование травянистой растительности в насаждениях полупустыни Северного Прикаспия // Лесоведение. 1970. №5. С. 3-15.
248. Оловянникова И.Н. Функционирование агролесомелиоративных систем на почвах солонцового комплекса Северного Прикаспия // Лесоведение. 1994. № 2. С. 54-64.
249. Оловянникова И.Н., ЛиндеманГ.В. О причинах недолговечности культур вяза мелколистного на юго-востоке Европейской России в лучших условиях роста // Лесоведение. 2000. № 5. С. 22-42.
250. Оловянникова И.Н., Сиземская М.Л. Взаимодействие компонентов агролесомелиоративной системы на солонцовом комплексе Прикаспия // Лесоведение. 1991. № 4. С. 3-14.
251. Оловянникова И.Н., Сиземская М.Л. Влияние искусственного микрорельефа на изменение растительного покрова и свойств солончаковых солонцов // Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспиия. М.: Наука, 1989. С. 69-92.
252. Опарин М.Л. Антропогенная трансформация и естественное восстановление биоты сельскохозяйственных ландшафтов Нижнего Поволжья и Закавказья. Автореф. дис. докт. биол. наук. М, 2007. 46 с.
253. Опустынивание засушливых земель России: новые аспекты анализа, Результаты, проблемы. М.: Т-во научных изданий КМК, 2009. 298 с.
254. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: МГУ, 1990. 325 с.
255. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Суханова Н.И. Химия почв. М.: Высшая школа, 2005. 558 с.
256. Павловский Е.С., Петров В.И. Агролесомелиорация и адаптивное природопользование в аридной зоне // Лесомелиорация и ландшафт. Волгоград, ВНИАЛМИ. 1993. Вып. 1(105). С. 5-11.
257. Память почв: почва как память биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. 692 с.
258. Панкова Е.И., Айдаров И.П. Понятие «засоленные почвы», критерии и методология их оценки // природное и антропогенное засоление почв бассейна Аральского моря. М.: Почв, ин-т им. В.В. Докучаева, 1996. С. 7-14.
259. Панкова Е.И., Новикова А.Ф. Засоленные почвы России (диагностика, география, площади) //Почвоведение. 1995. № 1. С. 73-83.
260. Панкова Е.И., Новикова А.Ф. Карты засоления почв России // Почвоведение. 2002. № 7. С. 817-831.
261. Панкова Е. И., Ямнова И. А. Форма гипсовых новообразований как фактор, определяющий мелиоративные свойства гипсоносных почв // Почвоведение. 1987. № 7. С. 101-109.
262. Панкова Е.И., Айдаров И.П., Ямнова И.А., Новикова А.Ф., Благово-лин Н.С. Природное и антропогенное засоление почв бассейна Аральского моря. М., 1996.
263. Петров Н.Г. Система лесных полос. М.: Россельхозиздат, 1975. 118 с.
264. Платонова Т.К., Пачепский Я.А. Расчет массообменных процессов в промываемых почвах // Почвоведение. 1988. № 5 С. 64-81.
265. Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: Наука. 1989. 197 с.
266. Полевой определитель почв России. М.: Почв, ин-т им. В.В. Докучаева, 2008. 182 с.
267. Полупан H.H. Шантажированные почвы сухой степи Украины в классификационной системе // Почвоведение. 1981. № 9. С. 28-39.
268. Попов Г.М., Шафрановский И.И. Кристаллография. М.: Высшая школа, 1972. 352 с.
269. Почвоведение. Учеб. для ун-тов. В 2 ч. / Под ред. В. А. Ковды, Б. Г. Розанова. Ч. 1. Почва и почвообразование. М.: Высшая школа, 1988. 400 с.
270. Почвенный справочник. Смоленск: Ойкумена, 2000. 288 с.
271. Почвенные процессы и пространственно-временная организация почв. М.: Наука, 2006. 568 с.
272. Почвообразовательные процессы. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 2006. 510 с.
273. Почвы комплексной равнины Северного Прикаспия и их мелиоративная характеристика (отв. ред. E.H. Иванова). М.: Наука, 1964. 292 с.
274. Прикаспийский регион. Проблемы социально экономического развития. М.: ВИНИТИ, 1989. 440 с.
275. Применение метода рентгенографии в почвоведении, мелиорации и сельском хозяйстве (методические указания). Москва-Новочеркасск, 1978. 46 с.
276. Приходько В.Е. Изменение почвенных процессов и трансформация почв при орошении // Проблемы эволюции почв. Пущино, 2003. С. 248254.
277. Приходько В.Е. Орошаемые степные почвы: функционирование, экология, продуктивность. М.: Интеллект, 1996. 180 с.
278. Приходько В.Е., Дронова Т.Я., Соколова Т.А. Глинистые минералы в почвах солонцового комплекса Северного Прикаспия и их изменение под влиянием орошения // Почвоведение. 2000. № 12. С. 1472-1480.
279. Пузанова Т.А. Естественная и антропогенная эволюция почвенного покрова Западного Прикаспия. Автореф. дисс. .канд. геогр. наук. М.: МГУ, 1992. 24 с.
280. Рекомендации по защитному лесоразведению и лесной мелиорации в глинистой полупустыне Северного Прикаспия (в междуречье Волги и Урала) для комплексных почв, включающих до 50-60% солончаковых солонцов. М.: ЦБНТИ Гослесхоза СССР. 1988. 68 с.
281. Рекомендации по мелиорации и богарному освоению почв полупустынного комплекса северной части Прикаспийской низменности. М., 1977.31 с.
282. Роде A.A. Водный режим и баланс целинных почв полупустынного комплекса // Водный режим почв полупустыни. М.: АН СССР, 1963. С. 583.
283. Роде A.A. Генезис почв и современные процессы почвообразования. М.: Наука, 1984. С. 56-136.
284. Роде A.A. Джаныбекский стационар, его задачи и организация // Тр. Компл. науч. экспедиции по полезащит, лесоразведению. 1952. Т. 2. Вып. 3. С. 5-9.
285. Роде A.A. К вопросу о происхождении микрорельефа Прикаспийской низменности // Вопросы географии. 1953. Т. 33. С. 249-260.
286. Роде A.A. Климатические условия района Джаныбекского стационара// Сообщения Лаборатории лесоведения. М.: АН СССР, 1959. Вып. 1. С. 3-40.
287. Роде A.A. Почвообразовательный процесс и эволюция почв. М.: География, 1947. 141 с.
288. Роде A.A. Система методов исследования в почвоведении. Новосибирск: Наука, 1971. 92 с.
289. Роде A.A., Базыкина Г.С., Большаков А.Ф., Максимюк Г.П., Эрперт С.Д. Целинные, агролесные и лесные биогеоценозы полупустыни Северного Прикаспия // Экспериментальная биогеоценология и агроценозы. М.: 1979. С. 101-103.
290. Роде A.A., Большаков А.Ф., Карандина С.Н., Оловянникова И.Н.,
291. Эрперт С.Д., Линдеман Г.В., Максимюк Г.П., Базыкина Г.С. Изменение естественных биогеоценозов полупустыни Северного Прикаспия при ее освоении // Почвоведение. 1970. № 3. С. 31-41.
292. Роде A.A., Польский М.Н. Почвы Джаныбекского стационара, их морфологическое строение, механический и химический состав и физические свойства // Труды Почв. Ин-та им. В.В.Докучаева, 1961. Т. 56. С. 3-214.
293. Роде A.A., Ярилова Е.А., Рашевская И.М. О некоторых генетических особенностях темноцветных почв больших падин // Почвоведение. 1960. №8. С. 1-13.
294. Розанов Б.Г. Достижения и проблемы развития номенклатуры и диагностики почв // Почвоведение. 1987. № 10. С. 26-33.
295. Розанов Б.Г. Обзор основных классификаций почв в некоторых зарубежных странах // Почвоведение. 1984. № 1. С.5-16.
296. Романенков В.А. Изменение почвенно-поглощающего комплекса солончаковых солонцов при мелиорации // Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: Наука, 1989. С. 48-59.
297. Романенков В.А. Изменение почвенного поглощающего комплекса солончаковых солонцов под влиянием мелиорации. Автореф. дисс. канд. биол. наук, М., 1990. 24 с.
298. Романенкова Е.К. Карбонаты в целинных и мелиорированных почвах полупустынной зоны (на примере почв Джаныбекского стационара). Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 1990. 24 с.
299. Рычагов Г.И. Плейстоценовая история Каспийского моря. М.: Изд-воМГУ, 1997. 268 с.
300. Сапанов М.К. Влагообеспеченность лесных культур на разных типах почв Северного Прикаспия // Почвоведение. 2002. № 9. С. 1089-1097.
301. Сапанов М.К. Влияние лесных насаждений на режим и минерализацию грунтовых вод в полупустыне Северного Прикаспия // Лесоведение. 1990. №3. С. 62-67.
302. Сапанов М.К. Основные принципы создания адаптированных ко-лочно-западинных насаждений в глинистой полупустыне // Лесное хоз-во. 1998. №5. С. 29-30.
303. Сапанов М.К. Оценка десукции лесных культур на разных типах почв Северного Прикаспия // Почвоведение. 2000. № 11. С. 1318-1327.
304. Сапанов М.К. Причины усыхания культур дуба черешчатого на гидроморфных лугово-каштановых почвах Северного Прикаспия // Лесоведение. 2005. № 5. С. 10-17.
305. Сапанов М.К. Роль атмосферных осадков и грунтовых вод в жизнедеятельности лесных насаждений аридных регионов // Лесоведение. 2006. № 4. С. 12-20.
306. Сапанов М.К. Синхронность изменения уровней Каспийского моря и грунтовых вод в северном Прикаспии во второй половине XX в. // Известия РАН. Серия географическая. 2007. № 5. С. 82-87.
307. Сапанов М.К. Условия выращивания защитных лесных насаждений в полупустыне Северного Прикаспия в связи с изменением климата во второй половине XX в. // Лесоведение. 2006. № 6. С. 1-7.
308. Сапанов М.К. Функциональная значимость осадков и грунтовых вод в развитии культур дуба в Северном Прикаспии // Поволжский экологический журнал. 2002. № 3. С. 257-267.
309. Сапанов М.К. Экология лесных насаждений в аридных регионах. Тула: Гриф, 2003. 248 с.
310. Сапанов М.К., Сиземская M.JI. Водно-солевой режим приканальных территорий и роль лесных полос в его регулировании // Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: Наука, 1989. С.163-181.
311. Сапанов М.К., Сиземская M.J1. Климатогенные изменения травянистой растительности на солончаковых солонцах Северного Прикаспия // Поволжский экологический журнал. 2010. № 2. С. 185-194.
312. Сапанов М.К., Сиземская М.Л. Экологические аспекты агролесомелиоративного освоения глинистой полупустыни Северного Прикаспия. Проспект. ЦБНТИлесхоза, 1987. 3 с.
313. Сапанов М.К., Сиземская М.Л., Колесников A.B., Цзяо Цзюйин, У Циньсяо, Лю Гобинь. Экологические особенности лесовыращивания в аридных регионах России и Китая // Поволжский экологический журнал. 2010. № 2. С. 195-203.
314. Сапанов М.К., Сиземская М.Л., Оловянникова И.Н. Агролесомелиоративная система адаптивного природопользования в богарных условиях полупустыни Северного Прикаспия // Почвоведение. 2005. № 3. С. 264-270.
315. Сафронова И.Н. Об опустыненных степях Нижнего Поволжья // Поволж. экол. журн. 2005. № 3. С. 261-267.
316. Сафронова И.Н. Фитоэкологическое картографирование Северного Прикаспия // Геоботаническое картографирование 2001-2002 / Ботан. ин-т им. В.Л. Комарова РАН. СПб., 2002. С. 44-65.
317. Свисюк И.В. Снежный покров в условиях комплексной полупустыни северо-западной части Прикаспийской низменности в зимние сезоны 1050-1951 и 1951-1952 гг. // Тр. Ин-та леса АН СССР. М., 1955. Т. 25. С. 5-29.
318. Свиточ A.A., Янина Т.А. Четвертичные отложения побережий Каспийского моря. М., 1997. 268 с.
319. Сенкевич Н.Г., Оловянникова И.Н. Интродукция древесных растений в полупустыне Северного Прикаспия. М., 1996. 180 с.
320. Сиземская М.Л. Диагностика постмелиоративного состояния солончаковых солонцов полупустыни Прикаспия // Почвоведение. 1996. № 12. С. 1496-1501.
321. Сиземская М.Л. Изменение морфологии и солевого состояния почв солонцового комплекса Северного Прикаспия под влиянием агролесомелиорации (на примере почв Джаныбекского стационара). Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 1989. 24 с.
322. Сиземская М.Л. Мелиорируемые солонцы Северного Прикаспия и подходы к их классификации // Почвоведение. 1991. № 9. С. 97-108.
323. Сиземская М.Л. Последствия мелиорации солончаковых солонцов глинистой полупустыни в системе лесных полос // Доклады ВАСХНИЛ. 1988. №5. с. 39-41.
324. Сиземская M.J1. Почвы солонцового комплекса при длительной мелиорации // Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: Наука, 1989. С. 3-6.
325. Сиземская М.Л., Бычков H.H. Солевое состояние лугово-каштановых почв Северного Прикаспия в условиях подъема уровня грунтовых вод // Почвоведение. 2005. № 5. С. 543-549.
326. Сиземская М.Л., Копыл И.В., Сапанов М.К. Заселение древесно-кустарниковой растительностью искусственных понижений мезорельефа в полупустыне Прикаспия // Лесоведение. 1995. № 1. С. 15-23.
327. Сиземская М.Л., Романенков В.А. Оценка скорости рассоления солончаковых солонцов в агролесомелиоративной системе освоения Северного Прикаспия // Почвоведение. 1992. № 6. С. 83-91.
328. Сиземская М.Л., Сапанов М.К. Искусственные лесные биогеоценозы в аридных регионах // Идеи биогеоценологии в лесоведении и лесоразведении. М.: Наука, 2006. С. 119-126.
329. Сиземская М.Л., Сапанов М.К. Лесной стационар в полупустыне // Наука в России. 2005. № 6. С. 93-100.
330. Сиземская М.Л., Сапанов М.К. Некоторые подходы к оценке экологического потенциала древесных растений в полупустыне Северного Прикаспия // Поволжский экологический журнал. 2002. № 3. С. 268-276.
331. Сиземская М.Л., Сапанов М.К. О появлении новых элементов разнообразия в структуре агролесных экосистем Северного Прикаспия // Тез. Всеросс. Совещ. «Биологическое разнообразие лесных экосистем». М., 14-16 ноября 1995 г. М., 1995. С. 343-346.
332. Сиземская М.Л., Сапанов М.К. Оптимизация создания защитных лесных насаждений в аридных регионах // Фундаментальные основы управления биологическими ресурсами. М.: Товарищество научных изданий КМК. 2005. С. 501-509.
333. Сиземская М.Л., Сапанов М.К. Современное состояние экосистем и стратегия адаптивного природопользования в полупустыне Северного Прикаспия// Аридные экосистемы. 2010. Т. 16, № 5 (45). С. 15-24.
334. Сиземская М.Л., Сапанов М.К. Устойчивость к рекреации видов и сообществ растений в аридных условиях // Влияние рекреации на лесные экосистемы и их компоненты. М.: 2004. С. 132-148.
335. Сиземская М.Л., Сапанов М.К. Экологические аспекты агролесомелиоративного освоения глинистой полупустыни Северного Прикаспия. М.: ЦБНТИ лесхоза, 1988. 3 с.
336. Сиземская М.Л., Соколова Т.А., Максимюк Г.П. Легкорастворимые соли в целинных и мелиорированных солончаковых солонцах Северного Прикаспия // Свойства и пути мелиорации засоленных почв. Новочеркасск, 1985. С. 9-18.
337. Сиземская М.Л., Соколова Т.А., Соколова О.Б. Изменение гипсовых новообразований в ходе длительной мелиорации солончаковых солонцов // Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: Наука, 1989. С. 29^8.
338. Славный Ю.А., Турсина Т.В., Кауричева З.Н. К вопросу о генезисе засоленных почв в Прикаспии // Почвоведение. 1970. № 10. С. 19-25.
339. Снакин В.В., Присяжная A.A., Кречетов П.П., Николаева С.А. Ио-нометрия при анализе карбонатно-кальциевой системы // Ионометрия в почвоведении. Пущино, 1987. С. 152-164.
340. Соколов И.А. Почвообразование и время: поликлимаксность и по-лигенетичность почв // Почвоведение. 1984. № 2. С. 102-113.
341. Соколов И.А., Таргульян В.О. Взаимодействие почвы и среды: почва-память и почва-момент // Изучение и освоение природной среды. М.: АН СССР, 1976. С. 150-164.
342. Соколова Т. А., Кулагина Е. К. О термическом методе количественного определения карбонатов в почве // Химическое состояние солонцов и их мелиорация. Новочеркасск, 1986. С. 73-76.
343. Соколова Т. А., Кулагина Е. К., Максимюк Г. П., Сиземская M. JI. Карбонаты в целинных и мелиорированных почвах солонцовых комплексов Северного Прикаспия // Микроморфология антропогенно-измененных почв. М.: Наука, 1988. С. 88-98.
344. Соколова Т. А., Сиземская М. Л., Сапанов М. К., Толпешта И. И. Изменение содержания и состава солей в почвах солонцового комплекса Джаныбекского стационара за последние 40-50 лет // Почвоведение. 2000. № 11. С. 1328-1340.
345. Соколова Т. А., Толпешта И. И. Минералогический состав и пара-генетические ассоциации минералов легкорастворимых солей в засоленных почвах // Биология, экология, биотехнология и почвоведение. М.: МГУ, 1994. С. 220-227.
346. Соколова Т. А., Царевский В. В. Изучение солевых аккумуляций в почвах комплексом морфологических, инструментальных и химических методов // Успехи почвоведения: Сов. почв-ды к 13 Междун. конгрессу почвоведов, Гамбург, 1986. М.: Наука, 1986. С. 201-206.
347. Соколова Т.А., Царевский В.В., Максимюк Г.П., Сиземская M.JI. Солевые новообразования в солончаковых солонцах Северного Прикас-пия//Почвоведение. 1985. № 6. С. 120-130.
348. Соколова Т.А., Царевский В.В., Лозановская И.Н. Новообразования легкорастворимых солей в почвах засоленного ряда каштановой зоны // Биологические науки. 1986. № 8. С. 103-107.
349. Соколова Т.А., Царевский В.В., Павлов В.А. Селецкий Г.И. Карбонатные новообразования в почвах солонцовых комплексов Тургая // Науч. Тр. Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева, 1986. С. 66-76.
350. Сотнева Н.И. Динамика климатических условий вто'рой половины XX века района Джаныбекского стационара Северного Прикаспия // Известия РАН, Сер. географическая, 2004. № 5. С. 74-83.
351. Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. Новосибирск: Наука, 1978.318 с.
352. Страхов Н.М. Основы теории литогенеза. М.: АН СССР, 1962. Т. 3. 550 с.
353. Судницын И. И. Движение почвенной влаги и водопотребление растений. М.: Изд-во МГУ, 1979. 253 с.
354. Сукачев В.Н. Основы теории биогеоценологии // Основы лесной биогеоценологии. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1947. С. 283-305.
355. Сукачев В.Н. Предисловие // Труды Комплексной экспедиции по вопросам полезащитного лесоразведения. М.: Изд-во АН СССР. 1951. Т. 1. Вып. 1.С. 3-6.
356. Сухоруков А.П. Конспект видов сосудистых растений Джаныбек-ского биологического стационара и его окрестностей. М.: МАКС Пресс, 2005. 35 с.
357. Талызина И.В., Соколова Т.А., Кулакова Н.Ю., Сапанов М.К. Химико-минералогическая характеристика и некоторые показатели калийного состояния черноземовидной почвы и лиманной солоди // Почвоведение. 1994. № 9. С. 61-67.
358. Таргульян В.О. Элементарные почвообразовательные процессы // Почвоведение. 2005. № 12. С. 1413-1422.
359. Таргульян В.О., Александровский A.JI. Эволюция почв в голоцене: (Проблемы, факты, гипотезы) // История биогеоценозов СССР в голоцене. М.: Наука, 1976. С. 57-78.
360. Таргульян В.О., Величко A.A. Процессы почвообразования и эволюции почв. М.: Наука, 1985. 249 с.
361. Таргульян В.О., Соколов И.А. Структурный и функциональный подход к почве: почва-память и почва-момент // Математическое моделирование в экологии. М.: Наука, 1978. С. 17-33.
362. Таргульян В.О., Соколова Т.А. Почва как биокосная природная система: «реактор», «память» и регулятор биосферных функций // Почвоведение. 1996. № 1. С. 37-41.
363. Термический анализ минералов и горных пород. JL: Недра, 1974. 399 с.
364. Титкова Т.Б. Изменение климата полупустынь Прикаспия и Тургая в XX в. // Известия РАН. Сер. географическая. 2003. №1. С. 106-112.
365. Тишков A.A. Биосферные функции природных экосистем России. М.: Наука, 2006. 309 с.
366. Толпешта И.И. Влияние орошения на солевое состояние и состав обменных катионов почв солонцового комплекса (на примере почв Палласовской оросительной системы) : Автореф. дисс. канд. биол. наук. М., 1992.
367. Толпешта И.И., Соколова Т.А., Сиземская М.Л. Активности ионов и электропроводность водной вытяжки целинных и мелиорированных почв Джаныбекского стационара // Почвоведение. 2000. № 11. С. 1365-1376.
368. Толпешта И. И., Соколова Т. А, Сиземская М. Л. Сравнительная оценка влияния орошения и агролесомелиорации на солевое состояние почв солонцового комплекса Северного Прикаспия // Вестник МГУ. Сер. Почвоведение. 1997. № 1. С. 15-23.
369. Топунова И.В. Изменение запасов легкорастворимых солей в солончаковых солонцах Северного Прикаспия в условиях подъема уровня грунтовых вод // Вестник МГУ. Сер. 17. Почвоведение. 2002. № 4. С. 3134.
370. Топунова И. В. Солевое состояние целинных и мелиорируемых солончаковых солонцов Северного Прикаспия в условиях подъема уровня грунтовых вод (на примере почв Джаныбекского стационара РАН). Автореф. дисс. канд. биол. наук. М., 2003. 21 с.
371. Турсина Т.В., Панкова Е.И., Ямнова И.А. Изучение морфологии легко- и труднорастворимых солей и микростроения засоленных почв //
372. Микроморфологическая диагностика почв и почвообразовательных процессов. М.: Науч. Тр. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева, 1983. С. 89-109.
373. Турсина Т.В., Ямнова И.А. Диагностика минералов-солей в почвах //Почвоведение. 1986. № 5. С. 87-99.
374. Турсина Т.В., Ямнова И.А., Шоба С.А. Опыт сопряженного поэтапного морфологического изучения засоленных почв // Почвоведение. 1980. №2. С. 30-43.
375. Тутковский П.А. Ископаемые пустыни северного полушария. М., 1910.
376. Устойчивое развитие: проблемы и перспективы. Вып. 1. Переход к устойчивому развитию: глобальный, региональный и локальный уровни. М.: Т-во научных изданий КМК, 2002. 445 с.
377. Фаворин H.H. Оросительные каналы и грунтовые воды. М.: Изд-во АН СССР, 1954. 92 с.
378. Федоровский Д.В. Микрораспределение питательных веществ в почвах. Москва: Наука, 1979. 190 с.
379. Фекличев В.Г. Микрокристалломорфологические исследования. М.: Наука, 1970. 177 с.
380. Физико-химические методы исследования почв. М.: Изд-во МГУ, 1980. 382 с.
381. Хитров Н.Б. Физико-химические условия развития солонцового процесса в почвах // Почвоведение. 1995. № 3. С. 298-307.
382. Хитров Н.Б. Связь почв солонцового комплекса Северного Прикаспия с микрорельефом // Почвоведение. 2005. № 3. С. 271-284.
383. Ходашова К.С., Динесман Л.Г. Роль малых сусликов в формировании комплексного почвенного покрова в глинистой полупустыне Заволжья // Почвоведение. 1961. № 1. С. 8-75.
384. Хохлова О.С. Карбонатное состояние степных почв как индикатор и память их пространственно-временной изменчивости. Автореф. дис. докт. геогр. наук. М., 2008. 50 с.
385. Царевский В.В. Кинетика растворения различных морфологических типов гипсовых новообразований в связи с их морфологией // Освоение засоленных земель в условиях орошения. Новочеркасск, 1984. С. 37-45.
386. Царевский В. В. Солевые новообразования в почвах засоленного ряда и их трансформация под влиянием мелиорации. Автореф. дисс. канд. биол. наук. М., 1983. 23 с.
387. Царевский В.В., Соколова Т.А., Павлов В.А., Селецкий Г.И. Гипсовые новообразования в почвах солонцовых комплексов Тургая // Почвоведение. 1984. № 10. С. 97-107.
388. Цветков А.И., Вальяшихин К.П, Пилоян Г.О. Дифференциальный термический анализ. М.: Недра, 1964.
389. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств. С-Пб.: Мир и семья 95, 1995. 990 с.
390. Шабанова Н.П., Хитров Н.Б., Герасимова М.И. Зависимость свойств почв от морфометрических параметров западин в глинистой полупустыне Заволжья //Почвоведение. 2008. № 9. 1037-1046.
391. Шашко Д.И. Агроклиматическое районирование СССР. М.: Колос, 1967.335 с.
392. Шашкова Г.В., Толпешта И.И., Сиземская M.JL, Соколова Т.А. Вклад отдельных компонентов твердой фазы в формирование емкости катионного обмена в основных генетических горизонтах лугово-каштановой почвы // Почвоведение. 2009. № 12. С. 1446-1455.
393. Шикломанов И.А. Влияние хозяйственной деятельности на речной сток. JL: Гидрометеоиздат, 1989. 334 с.
394. Шишов JI JL, Соколов И.А. Генетическая классификация почв СССР // Почвоведение. 1989. № 4. С. 112-120.
395. Шоба С.А., Турсина Т.В., Ямнова И.А. Растровая электронная микроскопия солевых новообразований почв // Биологические науки. 1983. № 3. С. 91-98.
396. Элементарные почвообразовательные процессы. Опыт концептуального анализа, характеристика, систематика. М.: Наука, 1992. 184 с.
397. Эрперт С.Д. Рост и развитие древесных и кустарниковых растений в культурных биогеоценозах на почвах солонцового комплекса // Биогео-ценотические основы освоения полупустыни Северного Прикаспия. М.: Наука, 1974. С. 207-309.
398. Яалон Дан X. Интегрированно-расширенная теория эволюции почв // Функции почв в биосферно-геосферных системах. М., 2001. С. 38-39.
399. Ярилова Е.А. Особенности микроморфологии солонцов черноземной и каштановой зон // Микроморфологический метод в исследовании генезиса почв. М.: Наука, 1966. С. 58-76.
400. Aubert G. Classification des sols. Tableaux des classes, sousclasses, groupes et sous-grouppes des sols, utilisés par la section de pedologie de Г ORSTOM// Cahiers ORSTOM. Ser. Pedologie. 1965. №3.111 pp.
401. Bal L. Morphological investigation of two moder-humus profiles and the role of the soil fauna in tneir qenesis // Geoderma, 1970. V. 4. № 1.
402. Classification, correlation and management of anthropogenic soils // Proceedings. Nevada and California, 1998, USDA-NRCS, Lincoln, NE, 1999.
403. Classification des sols. Commition de pedologie et de cartographie des sols de 1' INRA, France. Paris, Laboratoire de Geologie // Pedologie de 1' ENSA. 1967. 87 pp.
404. Dudal R. Definition of soil units for the soil map of the world // World Soil Resources Reports. FAO, Rome. 1968. № 33.
405. Dudal R. Supplement to definitions of soil units for the soil map of the world // World Soil Resources Reports. FAO, Rome. 1969. № 37.
406. Enters N., Hagmann J. One-way, two-way, which way? Extension workers: From messengers to facilitators // Unasylva. 1996. 47. № 184. P. 13-20.
407. Essington M. E. Soil and Water Chemistry. CRC Press. Boca Raton London New York Washington D.C. 2004. 534 pp.
408. Galindo-Leat C., Bunnell F.L. Ecosystem management: Implications and opportunities of a new paradigm // Forest. Chron. 1995. 71. № 5. P. 601-606.
409. Gallot G., Chamoyon H., Delmas A. Mise en evidence experimentale des phenomenes de dissolution et de precipitation de la calcite. Consequences pe-dogenetiques // 33 Bull. Assoc. franc. Etude Sol. 1980. № 1. p. 5-16.
410. Gummizio J., Battle J., Casas J. Mineralogical composition of salt efflorescences in atypic salorthid, Spain // Geoderma. 1982. V. 28. P. 39-51.
411. Gummizio J., Casas J. Accumulation of soluble salts and gypsum in soils of the Central Region, Spain // Cah. ORSTOM. Ser. Pedol. 1988. V. 24. P. 215-226.
412. Hanna F.S., Stoops G.J. Contribution to micromorphology of some saline soils of the North Nile Delta in Egypt // Pedologie. 1976. Vol. XXVI. № 1.
413. Hardi P., Zdan T. Assessing Sustainable Development: Principles in Practice. International Institute for Sustainable Development. Winnipeg, 1997.
414. Hemstrom M.A., Thomas J.W. La gestion des ecosystems // Rev. forest, fr. 1996. 48. Num. spec. P. 117-130.
415. Kosse A. Anthrosols / proposals for a new soil order // Transact. 13 Congr. Int. Soc. Soil Sci. Hamburg, 13-20 aug. 1986. Vol. 3. p. 1175.
416. Kulp J.J., Kont P.A., Kerr P.F. Thermal study of the Ca-Mg-Fe-carbonate minerals // Amer. Mineralogist. 1951. V. 36. № 9-10. P. 121-146.
417. McNeal R.L., Coleman N.T. Effect of solution composition on soil hydraulic conductivity // Soil. Sci. Soc. Am. Proc. 1966. V. 30. P. 308-312.
418. MEA: Millennium Ecosystem Assessment. Ecosystems and human wellbeing: Synthesis. Island Press, Washington DC, 2003. 137 pp.
419. Mermut A.R., Arnand J,St. A study of microcrystalline pedogenic carbonates using submicroscope techniques // Can. J. Soil. Sci. 1981. Vol. P. 261272.
420. Muckenhausen E. Die Bodenkunde. Frankfurt/Main: DLS Verlag. 1975.
421. Munsell Soil Color Charts. Munsell color company Inc. Baltimore, Maryland, USA, 1954. 1954.
422. Owino F. Selection for adaptation in multipurpose trees and shrubs for production and function in agroforestry systems: Pap. 14th EUCARPIA Congr. Adapt. Plant Breed., Jyvaskyla, July 31-Aug. 4, 1995 // Euphytica. 1996. 92. № 1-2. P. 225-234.
423. Powder diffraction file. Search Manual. (Fink method). JCPDS. USA. 1973. 1402 pp.
424. Scheffer F., Schachtschabel P. Lehrbuch der Bodenkunde, 7 Auflage. Ferdinand Enke Verlang, Stuttgart, 1970.
425. Scheffer F., Schachtschabel P. Lehrbuch der Bodenkunde, 10 Auflage. Ferdinand Enke Verlang, Stuttgart, 1979.
426. Soil map of the world. Revised legend, by FAO-UNESCO-ISRIC. World Soil Resources Report № 60. Rome. FAO, 1988.
427. Soil taxonomy: a basic system for making and interpreting soil surveys. Soil Survey Staff. // Agriculture Handbook. № 436. Washington. D.C.: Govt. Print. Office, 1975. 754 pp.
428. Soltanopur P. N., Al-Wardy M. M., Ippolito J. A., Rodriguez J. B., Self J., Gillaume M., Mathews D. Cloride versus sulphate Salinity Effects on Alfalfa Shoot Growth and Ionic Balance // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1999. V. 63. №. l.P. 111-116.
429. Stoops G., Eswaran H., Abtahi A. Scanning electron microscopy ofthauthigenic sulfate minerals in soils // Proceedings of the 5 Intern. Working Meeting on Soil Micromorphology. Granada, Spain, 1977. P. 1093-1113.
430. The Canadian system of soil classification. Canada Soil Survey Committee. Can. Dept. Agric. Publ. 1646. Ottawa, 1978.
431. The system of soil classification for Canada. Canada Department of Agriculture. Queens Printer, Ottawa, 1970. 249 pp.
432. Touzet G. La sylviculture proche de la nature: Polémiqué actuelle, vieux débats // Rev. forest, fr. 1996. № 48. Num. spec. P. 23-30.
433. Waters B. H. A study of carbonate minerals by differential thermal analysis // Amdell Bull. 1967. V. 3. P. 31-36.
434. Whittig L. D., Deyo A. E., Tanji K. K. Evaporite Mineral Species in Mancos Shale and Salt Efflorescence, Upper Colorado River Basin // Soil Sci. Soc. Am. J. 1982. № 46. P. 645-651.
435. Wieder M., Yaalon D.H. Effect of matrix composition on carbonate nodule crystallization // Geoderma. 1974. Vol. 2. № 2. P. 95-121.
436. World Reference Base for Soil Resources // World Soil Resources Report. F AO, Rome. 1998. V. 95. 91 pp.
437. World Reference Base for Soil Resources 2006. A framework for international classification, correlation and communication. Rome, 2006.
-
Сиземская, Марина Львовна
-
доктора биологических наук
-
Москва, 2011
-
ВАК 03.02.08
- Экологическая оценка современного солевого состояния лугово-каштановых почв в лесомелиоративных системах Северного Прикаспия
- Картографирование почвенного покрова и засоленности почв солонцового комплекса на основе цифрового анализа космической съемки
- Влияние искусственных лесных экосистем на состояние основных элементов питания в почвах глинистой полупустыни Северного Прикаспия
- Экологические особенности функционирования искусственных лесных биогеоценозов в Северном Прикаспии
- Средообразующая деятельность малого суслика (Spermophilus Pygmaeus Pall.) на ранних стадиях континентального развития территорий в Северном Прикаспии
