Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Структура почвенного покрова и ее изменение при сельскохозяйственном использовании и осушении (на примере песчаных и суглинистых равнин Нечерноземья)

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Структура почвенного покрова и ее изменение при сельскохозяйственном использовании и осушении (на примере песчаных и суглинистых равнин Нечерноземья)"

РОССИЙСКАЯ АКАДИИ СШЛРШОЗлИСПШШХ НАУК

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЭШЯШ 1ЮЧ1ШШЙ ИНСТИТУТ ИлЕМ В. В.ДОКУЧАЕВА

На правах рукописи УДК 631. 47

ИВАНОВ даитрий Анатольевич

структура лочвааюго покрова и ее изшшкз при

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ использовании И осушении

(на-примере песчаных за суглинистых равнин Нечерноземья)

Специальность - 03.u0.27 - почвоведение

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва 1992

Работа выполнена в Тверском Государственном университете и во Всероссийском научно-исследовательском институте сельскохозяйственного использования мелиорированных земель

Научный руководитель^ доктор географических наук,

профессор ЩЕРБАКОВ Ю.А.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных

' каук

ТОНКОНОГОВ Б. Д.

кандидат биологических наук СТР0Г0Н0ВА М.Н.

'Ведущая организация: Кафедра почвоведения и географии почв

Санкт-Петербургского Государственного .университета

Защита состоится "¡¿Ь^ёф-^^гк 1992 г. в {0. _ часов на заседании специализированного совета К. 020.25.01 при Почвенном институте им. В.В.Докучаева: 109017, Москва, Пыжевский пер., 7

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Почвенного института им. В.В.Докучаева

Автореферат разослан "21 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета

доктор сельскохозяйственных наук М.С.СИМАКОВА

ОБЩАЯ ШЖТЗРИСТЖА РАБОТЫ

Актуальность. В настоящее время антропогенное воздействие на природный ландшафт столь велико, что человечество поставлено перед фактом возникновения в зешой природе необратимых процессов. В работе сделана попытка- выявить изменения некоторых параметров почвенного покрова (ГШ) при распашке и осушения. При этом анализируются группы факторов агротехники к ссушзнпя, знание влияния которых в отдельности на ;Ш позволяет с батькой долей уверенности прогнозировать характер изменений его свойств.

Работа выполнялась в соответствии с планом научно-исследовательских работ Калининского государственного университета (ЮТ) и Всероссийского научно—исследовательского института сельскохозяйственного использования мелиорированных земель (шишз) /тема 01.04/ с 1963 по 1968 гг.

¿ель_работы - выявление в различных природных условиях влияния факторов сельскохозяйственного использования и осушения на структуры почвенного покрова (СПП) природно-территориальных комплексов (НТК) различных таксономических урошей: угодий и отдельных элементов рельефа (фаций)' в- их пределах.

Для достижения поставленной цели бшш решены следующие задачи: I) установлены изменения Ш лесных угодий и фаций при сведении лесов и распашке почв; 2) установлены изменения ПП полевых угодий и фаций под воздействием/осушения; 3) установлены, методом главных компонент, изменения взаимосвязей компонентов природного комплекса, вследствие освоения и осушения почв.

Научная новизна. I). Изучено влияние факторов осушения и сельскохозяйственного использования на эволюции СПП. Выявлены как общие черты действия этих факторов, гак и особенности их проявления в различных природных условиях; 2). Установлен характер изменения величины относительной энтропии и классификационной дифференциации Щ под воздействием агротехники и осушения в различных природных условиях. 3). С помощью метода главных компонент выявлены изменения' взаимосвязей компонентов природного комплекса прг сельскохозяйственном освоении и осушении территории.

Практ:пе£кая_значимостъ и £еагшзац^я_щбога. I. Выявленные особенности изменения 1Ш в результате сведения леса и распашки территории с наличием мезорельефа рекомендуется учитывать при освоении новых земель в районах НечерноземЕя. 2. Установленное возрастание пестроты' Ш и эродированноети почв как на освоенных, так -л на осушенных полях с суглинистыми'почвами требует учета при землеустройстве территории. 3. На основании полученных данных могут.

быть разработаны мероприятия для предотвращения негативных последствий агротехники и осушения. 4. Выявлено воздействие осушителей (дрен, магистральных каналов) на СПП прилеганиях к ним территорий. 5. Материалы, излаженные в работе,.использованы в отчетах лаборатории агропочвоведения и лавдшафтно-биалогического земледелия ШИИМЗ.

Апробация работа -,основные положения диссертации докладывались :

- периодически на заседаниях ученого совета ЖШМЗ (19851988гг.);

- на заседаниях кафедры физической географии КГУ (1983-1989 гг.

- на УП Всесоюзном совещании по структуре почвенного покрова в 1988 г!, г. Ленинград.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 4 работы.

Ст£у£тхщ £ таботы. Диссертация состоит из введения,

5-ти глав и выводов. Она изложена на 221 странице машинописного текста, включает 34 таблицы, 17 рисунков, 21 карту, составленную автором, 34 приложения и список литературы, включающий 122 названия, в том числе 3 на иностранном языке.

1. состоят® ПРОБЛЕМУ

Вопрос изменения СПП под воздействием осушения изучался многими авторами (Ильина, 1970; Григорьев, 1983; Апарин, 1984; Зайко, 1986; Балабко, 1988 и др.). Они доказали, что сложность 1Ш участков, расположенных на однотипных отделениях зависит от степени их заболоченности. Осушение сильнозаболоченных участков приводит к усложнению ПП, а слабозаболоченных - к некоторому упрочений.

. В работах К.Круминыпа (1964 г.) п др. отмечено, что на начальных этапах освоения угодья происходит усложнение его ПП, а после .окультуривания компонентов ПП начинается процесс гомогенизации.

В основном изучалось ели влияние осушения на почвы и ПП, или освоения, то есть сведения леса и дальнейшей сельскохозяйственной, деятельности. Мы задались целью проследить ка одних и тех не, или рядом расположенных аналогичных участках вклад кандого из этих мероприятий в изменение СПП осушенных и неосушенных угодий, а такяе составляющих их фаций.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДУ ИССЛЕДОВАНИЯ

. Объекты исследования расположены в Тверской и Калтмнградск8й• областях в пределах Средне-Русской и Прибалтийской почвенных провинций, В Тверской области исследования выполнены ка древнеа.ллто-

виальных песках (объект "Пзбрижье") и на покровных суглинках (объект "Староямская"); в Калининградской области - на древнеаллю-блзлькых песках (объект "Обручево"). Полевые исследования выполнены методом влокеннкх ключей (Белобров, 1973). Кавдый объект исследования является ключей 1-го порядка - типичным в физико-географическом отношении участком ПТК, в состав которого входят ключи низших порядков. Ключи 2-го порядка (угодья) - являются однородными в производственном отношении частями ключа 1-го порядка. Ключи 3-го порядка (фаиии) - участки, расположенные внутри ключей 2-го порядка з пределах конкретного элемента рельефа. Исследования на ключах 1-го и 2-го порядков проводились на почвенно-геоморфологи-ческих профилях. Клич 3-го порядка состоит из серии (5-6) микропрофилей длиной 20-30 м и учетной площадки. На каждой площадке закладывался почвенный разрез, система которых образует профиль 1-го порядка, пересекающий клкя 1-го порядка. При описании разрезов и прикопок определялась также относительная высота местности, а в лесу, вокруг точки опробывания на площади 20 м2, определялось количество деревьев и их средний диаметр. Масштаб исследований на профилях 1-го порядка - 1:5000;.2-го и 3-го порядков - 1:200 . Карто-схемы объектов 1-го порядка показаны на рис.1.

Кроме того проведены исследования на профилях, предназначенных для опенки агрохимического состояния почв, учета величины з вариабельности биомассы культурных растений на полях. Масштаб исследований - 1:2000; в кадцой точке отбирались образцы из пахотного и подпахотного горизонтов на полях, в лесу - из слоев почв 0-25 и 25-35 см. В образцах определялись: гумус-- по Тюрину; PgQg - по Кирсанову; KgO - по Пейве; pH(KCI) - потендиометрячески; гидрола-•гическая кислотность - по-Каштану; сумма поглощенных оснований -по Каппену-Гильковнцу.

На объекте "Избрижье" было залажено 9 разрезов, 1471 прикопка, проанализировано 221 .образец; на объекте "Обручево" - 19 разрезов, 434 прикопки, проанализировано 120 образцов; на объекте "Староямская" - 8 разрезов, 1162 прикопки, проанализировано II? образцов.

В камеральный период определялись следующие характеристики: I) частота встречаемости почв {%); 2) классификационная дифференциация почвенного покрова (КДПП) /полная,и на уровне рода/ по- формуле: /<£> Я я - .1 (0 s-iwDstt i; Уяь koOfk

1969 )t где ft - число таксономических уровней, исполь-

зование которых необходимо-для описания компонентов ПП; ib - общее число почвенных единиц;. £ - число почвенных единиц, выделяемых

г:л стабозаболочошшх

гЕаоа^гэвпаяышх песках :а-?;."сскоЛ почЕекноГ: шзепйг:::! обьокт'Чйбшкьс"). А^ЕеэогзэктЧ лос.2.Йоосушшюе иоле.

па зерненном подо.4.0оушсшюо поло

У С Д О В II и Е

1„Неооу ионный лес. ?, „Осунепноо поло.

I. Перинный (смешанный) лес.! 2.Вторичный лес. | З.Неосушенное поле; у вторичного лзса. ; 4.Ноосушенное поле ; „ деревни. I

о,Осушенное поле. :

Ключ на заболоченных покровных •суглинках Сродне-Русской почЕен-пок прошшщиС объект"Староямская").

Х-

- Услхвштягхг: сясгсма.

-о о* -- Лзс , '© -

¡ЗзтагсраяьпО »«-«гал, "-■п.;. .."-к?'

Юзоч пи сульпозаболочсшшх

дреи&ехсэвпалышх лесках ИипбалтийскоЗ иочтшой

КрОЕКЗЩЕГД 0б1.ОК?"0бруЧСЕО") .

О Б 0 2 II А Ч Е II. И Я. -•«ваяв- Гролзда кжча 1-го шрядаа. —— - Цто-Толь 1-го порядка, ч - Гп-ггигд ключа 2-го порядка. Прс<"члъ '¿-то ггарднда.

го порядка.

I

СП I

гг-тт-гт

4 ^ ~ ПрО^ЛЛ!

- Учгсяоя пго:цадка ключа 3-го порядка, •лото" дбъокгор исследования.

в каждом таксономическом уровне; 3) сложность ПП как на уровне контуров видов почв (ЗЛА), так и на уровне контуров, образованных •родами почв по формуле: 3 ta} (Фридлзкд, 1972), где

CTfcíJ— сложность ПИ; О - средняя величина диаметра почвенного контура: 4) относительная энтропия ПП по формуле = -

Ü л,1) ' - . г \ ¡Jю) ипак

"•^g-. л 1983), где с (а)- относительная энтропия ПП;

£ абсолютная энтропия ПП;Е(з)Л(1^ максимально возможная энтропия ПК; ^¿-вероятность определенного состояния системы (здесь "Oí -суммарная площадь всех ареалов какой-либо разновидности почв); V) -число определенных состояний системы (здесь и - число разностей ка карте); 5) методом главных компонент (ЖС) проведен анализ изменения меафакторннх взаимосвязей в'ПТК под воздействием агротехники и осушения. Блок почвы для í.íTK представлен следующими количественными данными: относительная высота точки опробования и мощность конкретного горизонта почвенного профиля. К качественным данным относятся: гранулометрический состав горизонта почвы, степень-его оглеекия и ояелезнения. Выделено 6 градаций по гранулометрическому составу (Качинский, 1958), 5 градаций по степени огле-енкя (Зайдельман, 1974) .и 5 градации по степени сяелезнения горизонтов почв, где I балл - ожелезнение морфологически не выраяено, а 5'баллов - рудяковкй горизонт. Так представляется в массиве данных весь-почвенный:-профиль.'.от AQ^ до BQ включительно.. Блок растительности представлен показателями: средний диаметр стволов деревьев и среднее количество стволов, приходящихся на I и? площади пространства, окружающего точку сшробывания.

3. природные усл0в1я объектов исследования

Объект исследования ''Избридье" расположен, в 55-ти км к юго-западу от г.Твери в пределах 1-й надпойменной террасы р. Волги. Рельеф участка равнинный- с нешогочисленныли холмами и тальвегами, тянущимися вдоль р. Волги. Превышение холмов над тальвегами 1-2 м. Лочвообразующяе породы - древкеаллювиальные отложения, расчленяющиеся на пески разной степени крупности, супеси и легкий суглинок (встречается фрагментарно 'тонкими линзами в-талььчгах). Глубина уровня грунтовых вод (УГВ) - 2,0-3,0 м. Переувлажнены .в основном почвы тальвегов, поэтому дрены проложены только в их пределах. Кроме осушенных и неоеушенных пашен исследованы близлежащие леса, представленные борами-зеленомошниками. На холмах господствуют дер-ноЕО-подзолистне слзбодифференцированные глубокоглзеватые почвы, а в тальвегах - дерново-подзолистые слабодафференцированные про-фильно-глееватые почвы. В целом на объекте исследовались следующие

в

уголья: I) неосушенная пашня; 2) неосуиенннп лее; 3) осушенная пашня; 4) лес посреди осушенной пашни.

0бъе^т_ис,сле<поЕ,ад111й ^,06рхче.во,"находится в центральной части Калининградской области в 40- км. к юго-западу от г. Советск. Рельеф участка осложнён холмагла относительно!! еисоты 2-4 м. Участок ело лен дреЕнеаллзэЕналынаш песками мощностью от 1-го до 4-х м., которые подстилаются моренным средншл суглинком. Щ представлен сочетанием почв от торфяных болотных низинных до перегнойно-подзо'ластых гле-еватых. Объект состоит из двух угодий - неосужкного леса и осушенного поля. Леса сосноео-еловые. Дренакная сеть на поле не регулярна, состоит из открытых каналов и дрек, Епадаэдих е них.

Объект./юследошния ЛСтадоятекая^, расположен на РкоЕско-Ста-рпцкой моренной равнине, в 4-х кд. к юго-востоку от г. Старица Тверс кой области. Рельеф участка равнинно-холмистый, макрорельеф ярко внракен на пашнях е виде сети регулярных промоин. На участке сред-нссуглцнистая морена повсеместно перекрыта толщей легких и средних покровных пылеватых суглинков, мощностью от 0,9 до 4,0 м» В промоинах мощность покроЕных суглинков незначительна. На объекте распространены как первичные леса из еловых насаждений, так и вторичные осиново-березоЕые разнотравные. Ш представлен сочетанием пота от дерноЕо-глееЕоВ до дерново-глубокододзолистой глееватой; На объекте изучены следующие угодья: I) пер&ччннй лес;-2) вторичный лес; 3) неосушенное поле у вторичного леса; 4) неосушенное поле у деревни; 5) осушенное поле.

4. СТРУКТУРА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ОСУШЕННЫХ II НЕ0СУ1ПШШЫХ УВДЦЙ В РАЗЛШШХ ЛОЧВЫШО-ГЕОМОР^ОЛОПНЕСГЛХ И ' КЛ1ШТКЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Стттуктдза почБкщого_плкшЕа_участка_на с.таб^забатачетных

ЛД'Х в естественном биогеоценозе представлена дерново- ■

кодзолистша слабоди$§еренцаровааншля разной степени глееЕатости почр£,'.:з (фоновые почеы) и дернсво-слабоподзоластклн илгамгаально-гумусовыми 1Г псевдофибровыми почвами разной степени глееватости (табл. I).

При осЕоенли лесных угодий ЯП заболачивается, уменьшается частота встречаемости илдюваально-гумусовых почв и возрастает встречаемость псевдогаибровых. При осушении формируется менее заболоченны!:; ПП, е котором и далее уменьшается доля иллювиаяьно-гумуеовкх- л возрастает встречаемость псевдотибровкх почв по сравнения с лесом к неосушенным полем. Причины таких нзменоняй таскхшваются .при,анализе С1Ш ф&гай (табл. 2).

Таблица I

Частота встречаемости почв в пределах угодий объекта "Избрияье", %

Почвы ___|___У-Г_°_Д_Ь-.Я______

дерново-подзолистые песчаные неосуыенный~неосушенная осушенная

л£с паиня пашня

Слабодифференцированные, глубокоглееватые 54 30 42

Слабодиф&еренцированные, про-йильно-глееватые 25 44 . 36

ПсевдофиброЕые, слабоподзолистые, глубокоглееватые 3 I 10

Псевдофибровые, слабоподзолистые, профильно-глееватые I 12 9

Идлювиально-гуму совые слаб о-подзолистые, глубокоглееватые 14 5 2

Иллювиально-гумусовые слабоподзолистые, профильно-глееватые 3 8 I

ИТОГО: 100 . 100 100

Таблица 2

Частота встречаемости почв в различных фациях объекта "Избрияье", %

Почвы ■ Ф а ц и и

5р£™;П0ДЗШ1ИСТЫе Неосушенный неосушенная осушенная песчаные ле0 пашня пашня

тальвеги холмы тальвеги холмы тальвеги холмы

Слабодиаференцирован-ные глубокоглееватые 32 40 24 22 38 23

Слаб одисвференцирован-ные профильно-глееватые 49 40 49 24 40 28

Псевдофибровне, слабоподзолистые, глубокоглееватые нет нет 2 24 13 17

Псевдофибровые, слабоподзолистые, профильно-глееватые 3 нет 4 ' 22 6 20

Иллювиально-гумусовые, слабоподзолистые, глубокоглееватые 4 8 7 3 3 . 7

Иллювиально-гуцусовые, слабоподзолистые, про-фильно-глееватые . 12 12 14 5 нет 5

ИТОГО: ЮС 100 ,100 100 100 100

Анализ данных таблицы 2 и картографического материала показывает, что на слабозаболоченных песках в естественном биогеоценозе ПП отличается значительным постоянством в пространстве. Мезорельеф влияет лишь на степень заболоченности ПП той или иной-фации. Сведение леса и-распашка почв способствует заболачиванию территории, главную роль в генезисе СИЛ угодий начинает играть мезорельеф: так при сведении леса ц освоении поля на холмах происходит еккне-ние количества иллювиально-:адусовых почв благодаря уменьшению содержания гумуса в пахотных слоях почв и минерализации'-его в иллювиальных горизонтах. Возникновение псевдофибровых почв на холмах объясняется во-первых, подъемом УГВ при сведении леса; во-вторых, установлением на полях пульсационного режима УГВ; в-третьих, возникновением значительного градиента окислительно-восстановительных условий в почвенном профиле. В тальвегах возникновения псевдофиб-ров не'происходит ввиду слабого развития там зоны аэрации.

Выделяются три варианта СПП в пределах неосушекного поля: ,

1) СПП тальвегов. - наименее изменена по сравнению с лесной, включает реликтовые черты в виде пятен, иллювкально-гумусовых почв;

2) СПП'холмов - наиболее изменена по сравнению с СПП леса, включает пятна новообразованных псевдофибровых почв; 3) СПП склонов -переход между ПП холмов и ПП тальвегов, включает как реликтовые, так и вновь образованные почвы.

При осушении УГВ понижается, уменьшается роль мезорельефа в генезисе СПП угодья. В тальвегах понижается.встречаемость кллюви-ально-гумусовых почв и повышается встречаемость пседдофибровых, за счет возникновения и здесь значительного градиента окислительно-восстановительных условий в почвенном профиле.

Таким образом, сближается характер ПП различных элементов рельефа. В целом по угодью осушение способствует созданию более однотипного ГШ.

Анализ данных по сложности ПП на уровне угодий и фаций согласуется с только, что приведенным материалом (табл.3).

При сведении леса и распашке дочв происходит снижение сложности ПП холмов и тальвегов, и значительное усложнение ПП склонов, что приводит к возрастанию сложности Ш в целом по угодью как на . видовом, так и на родовом уровнях.

При осушении усложняется ПП всех фаций на всех уровнях, причем в тальвегах ПП усложняется интенсивнее, чем на.холмах, что приводит к сближению характеристик ПП.всех элементов, рельефа в пределах всего поля. Участки с более сложным ПП характеризуются наи-

большой величиной относительно;! энтропии. Классификационная дифференциация Шг 1КД1Ш) возрастает на полях благодаря 'уменьшению количества видов и увеличению количества родов почв при освоении. На уровне фаций КДГШ на холмах меньше, чем в тальвегах, так как здесь возникают дополнительные виды почв за счет ярко выраженного микрорельефа (на пашнях за счет изменения мощности Апах., а в лесах -мощности А]-).

Таблица 3

' Показатели сложности почвенного покрова различных угодий я фаций объекта "Нзбрижье"

Угодья и фации ___Сложность ШТ_(1а2 „Относительная К5ПП

на уровне на уровне ро- энтропия

вида _ ЛР ___

Неосушеккый лес 0,30 0,11 0, 74 0,61

Холмы 0,42 0,20 0, 88 0,59

Тальвеги 0,44 0,14 0, 85 0,63

Неосушенное поле 0,34 '. 0,14 0, 73 0,72

Холмы 0,29 0,17 0, 85 0,68

Тальвеги 0,26 0,13 0, 73 0,76

Осушенное поле 0,41 0,17 0, 87 . 0,68

Холмы 0,32 0,21 0, 83 . ■ 0,68

Тальвеги 0,30 0,19 0, 76 0,69

В лесу и на неосуиенном поле в тальвегах по сравнению с холмами наблвдается пониженная вариабельность многих агрохимических свойств; при осушении же, в тальвегах происходит увеличение пестроты агрохимических характеристик. Зто объясняется механическим перемешиванием грунта при закладке дрен и возросшей вариабельностью влажности почв.

Осушенное и неосушенное поля близки по значению средней биомассы овса*'Астср"(230 т/ъ? и 225 соответственно). Вариабельность биомассы на осушенном поле вше, чем на неосушсном {53% и 24% соответственно), что объясняется белее пестрыми в рохимически-ми характеристиками и ПП осушенного поля.

Структура почвенного_покрова_н£ рильнозаболоченнгос_д£езнеал-лювиальных_п£сках Прибалтийской почвенной провинции Хобъект ^Обрх-чево^) представлена болотными и болотно-подзолистыш почва?.гл (таблица 4).

Из таблицы 4 видно, что сельскохозяйственные угодья отличаются от лесных большей частотой встречаемости торфянисто-глеевых гуму-

сово-келезистых почв. Это связано копленпя железа и гумуса в нижних

Частота встречаемости 1 объекта "Обручеве", %

с сильновыраженным процессом на-, горизонтах почв осушенного поля.

Таблица 4

ючв на угодьях

Почвы ■ , ■ ___ _У_г_о_а_ь_я_____

(на древнеаллювиальных песках) досушенный . Осушенное ___.___ _______лес___;______поле _

Перегнойно-подзолистые иллювиаль-но-железистые глубоко и лро-

фильно-глеевые 5 4

Перегнойно-подзолистые. иллю-виально-гумусово-келезистые глубоко и профильно-глеевые .13

Перегнойко-ьодзслистые орудене-лно глубоко и нрофпльно-глеевые 4

Перегнойно-подзолистые иллювналь- ' но-гумусоше глубоко и профильно-

глеевие 5

Торфянисто-подзолистые лллюви-ально-гумусово-аелезистне глубоко и профнльно-глеевке 2

Торфянисто-подзолистые ооуденелне глубоко и профильно-глеевыо 3

Торфянисто-подзолистые иллювн-ально-гумусовые глубоко и прсфильно-глеевко 6

Торфянисто-глеевые гумусово-

яелезистые 18

Торфянисто-глеевые 44

ИТОГО: ■ ■ ; 100

12 9

нет нет

нет

47 19 100

ПЛ на различных элементах рельефа в сильнозаболоченном неосу-шенном лесу заметно различается. Четко обособляется ПП межхолмных депрессий, подножья холмов, средних к верхних частей склонов (таблица 5). •

Из таблица 5 видно, что при движении вверх по катене наблвда-ется смена процессов почвообразования. Депрессия характеризуется элементарными почвенными процессаш (Э1Ш) торфонакопления и огле-ения; середина склона - .процессами оглеения, . вмывания гумуса и железа и отчасти торфонакоплением; на верхних частях склонов доминируют ЗПП накопления железа в почвенном профиле. На осушенном поле в пределах холмов характеристики Ш практически не меняются, что такке-показывает и анализ картографического материала. В пределах ке всей катены на осушенном поле достоверные различия наблюдается

только между ПП холмов и депрессий по гумусово-железистым почвам на 0,95 и 0,99 уровне, что свидетельствует о сближении ПП различных элементов рельефа при осушении.

Таблица 5

Частота встречаемости почв в пределах фаций различных угодий объекта "Обручево", %

Почвы _______Ф_а д _и_ и_____

(на древнеаллювиальных Неосушенный лес ~ Осушенное " __■______________поле____

Депрес- Нижние Сред- Верх- Депрес- Холмы сии части ние ние ■ сии скло- части части ________________нов__склон^склон^________

Перегнойно-подзатастые, йллювиальнс-железистые, глубоко и прощально-

глеевые нет 2 5 16 16

Перегнойно-лодзолиотыа, лл.лювкально-гумусаво-нелозастыо, глубоко п . •

профильно-глеовые пет 10 17 • 56 4 20

Петзегкойно-подзолкстые, - '

оруденолые, глубоко а

профильно-глоевьге нот 2 16 8 2 14

■ Перегнойно-псдзолистыэ, кллювиально-гумусовые, ■ глубоко и продмльно-

глеевые нет 2 13 I нет 16

Торфянисто-подзолистые,' иллввлально-гумусово-нелезистые, глубоко и

профильно-глеевые нет нет 9 I нет нет

Торфянисто-подзолистые, оруденелые,глубоко и

профяльно-глеевые нет 5 3 I" нет нет

Торфянисто-подзолистые, пллювиально-гумусовые, . глубоко и профильно-

глеевые нет 6 13 12 нет нет

Торйянистс-глеевые

гумусово-желззистые нет 25 16 5 87 33 Торфянисто-глеэзнэ 100 48 8 нет 6 8

ИТОГО: 100 100 ICO 100 100 100 _

Расчет сложности пп в целом по угодьям показывает, что при осзоении и осушении, почв, занятых.заболочешшм лесом, несколько упрощается ПП на уровне вида за счет припашки подзолистого горизонта и усложняется на уровне рода в результате возникновения большого количества иллюзиально-гумусознх и оруденелых глубоко-гле-евых почв (табл.6).

Таблица 6

Показатели сложности почвенного покрова различных угодий и фаций объекта "Обручено"

Угодья, фации __ _ на . Сложность ПП_ ___ уровне на уровне Относительная энтропия кдшт

Неосушенный лес 0,35 0,11 0,84 0,66

Неосушенный лес депрессия 0,13 0., 023 0,66 0,75

Неосушенный лес подошва склона 0,23 0,053 0,72 0,7С

Неосушенный лес середина склона 0,48 0,45 0,93 0,67

Неосушенный ле.с верхняя.часть склона 0,45 0,38 0,86 0,60

Осушенная пашня 0,30 0,26 0,78 0,71.

Осушенная папня депрессия 0,30 0,29 0,75 0,69

Осушенная пашня холмы 0,30 0,27 0,61 0,74

На уровне фаций, в пределах неосушенной катены наименее сложный ПП наблюдается в депрессии, а наиболее сложный - в середине склона. При освоении и осушении почв происходит сближение этих характеристик ПП депрессий и холмов.

Поскольку изменение ПП в неосушенном топоряду обусловлено разницей в увлажнении,-катену в лесу можно использовать в качестве модели для прогнозирования эволюции характеристик ПП при освоении и осушении угодий, так как при понижении УГВ ПП какой-либо фации приобретает черты ПП фации, лежащей выше по склону и наоборот. Анализ статистического и картографического материала показал, что на снльнозаболоченных песках освоение лесных угодий' способствует поднятию УГВ и упрощению ГШ депрессий, низших и средних частей склонов. ГШ депрессии превратится в однородный массив болотных почв, а склоновые участки приобретут черты ГШ периферии болотного массива. Самые верхние части склонов при этом могут сильно усложниться, поэтому ПП всего поля станет более контрастным и будет включать в себя как простой ПП центра болотного массива, так и сложный ПП вершин холмов. Осушение, поникая УГВ, способствует усложнению ГШ депрессий, нижних и средних частей склонов, причем изменения здесь будут белее значительными, чем в ГШ их верхних и 'средних частей; ыезоструктура ПП всего угодья станет более одно-

типной и будет включать в себя ЭПС, состоящие из мелких ареалов болотных и болотно-подзолистых почв.

Для выяснения воздействия только осушения на Ш были сравнены параметры Ш аналогичных фаций, находящихся в различных условиях осушения (табл.7).

Таблица 7

Показатели елскности ПП фаций с различной степенью осушения на объекте "Обручево"

Местонахождение фаций Степень' _ _Слояность_1Ш _ Относи- ЗДПП

осушения ш "1е ш ; тельная

___________._______,___взца___£ода_ _ _ _ _

Депрессия у леса средняя 0,36 0,18 0,71 0,70 Депрессия у магистраль-.

ного канала сильная ; 0,28 0,22 0,75 0,68

Холмы у леса средняя 0,29 . , 0,25 0,74 0,68 Холмы у магистрального

канала- сильная 0,32 0,30 0,86 0,78

Выяснено, что под воздействием осушения ПП на родовом уровне ■ заметно усложняется как на холмах, так и в депрессиях, что объясняется вышеприведенной моделью.

. Антропогенное воздействие способствует увеличению пестроты многих агрохимических свойств.почв в депрессиях и уменьшению их пестроты на холмах. ."'.•■ •

Структура лочве!щого_п£кдова_на заболоченных_пок£ошых_с2]>: линках^реане-й^сской почвенной провинции ^объект ^Староямская^) представлена подзолистыми и болотно-подзолистыми почвами (табл.8).

Таблица 8 ■

Частота встречаемости почв на различных угодьях объек та "Староямская", %

Почвы _________У- _г_ 2 _Д_ ь _я___

(на покровных суглинках) первкч1 вторич- Неосу- Неосу- Осушек-

■ ннй ный шенное шенное кой поле лес лес поле у.паче у вто- деоеш-ги рично-

________-_____________■_ го_деса_____ ^__

~__I ~ _ ~________2___ _3___1___5 _ _ _6___

Дерново-подзолистые,эродированные, поверхносшо- „ оглеенные' нот нет о 16 ¿о .

Деоново-мелкоподзолнстые-, ■

поверхностно-оглеенные 3 1 15 ■ 11 1о

Продолжение таблицы 8

I ■ 2 _ 3 4 5 6 ■

Дернсво-неглубскоподзо-листые, поверхностно-оглеенные 5 8 9 5 я

Дерново-глубокоподзолистые, поверхностно-оглеенные 65 ' 45 8 нет 12

Дерново-подзолистые, эро-дисованнне, профильно-глееватые нет нет II 15 тт

Дегаово-мелкоподз олис тые профильно-глееватые 3 I 20 о о 4

Деоново-неглубокояодзоли-стые, профильно-глееватые 4 4 18 . ¿А 4

Дорново-глубоксподзоли-стые.профильно-глееватые 8 I? 9 нет нет

Дерново-подзолистые,эродированные ,профильно-глеевые нет нет нет 20 17

Детшово-мелкоподзолистые, профильно-глеевые I нет 2 23 I

Дерново-неглубокоподзоли-стые,профильно-глеевые I 2 2 3 14

Дерново-глубокоподзолистые профильно-глеевые I / 2 нет нет нет

Дерново-глубокоподзолистые глубокоглееватые 9 19 нет нет нет

ИТОГО: 100 100 100 100 100

Основные отличия ПП лесов от ПП полей заключаются в следующем: I) в лесах нет эродированных почв; 2) в лесах превалируют глубокоподзолистые почвы, а на пашнях - мелкоподзолкстые; 3) на пашнях больше профильно-глеевых почв. Следовательно, освоение земель приводит к увеличению в ПП количества смытых и переувлажненных почв. При длительной эксплуатации поля количество смытых почв растет (поле у деревни, осушенное поле). Если же пашня забрасывается на начальном этапе эксплуатации и зарастает вторичным лесом, то ее ПП становзчтея подобным ПП первичного леса. При осушении в ПП угодья уменьшается встречаемость профильно-глеевых почв.

В пределах давно освоенных полей, вследствие эрозионных процессов формируется система регулярных промоин - возникают два вида фаций: микродепрессии и микрохолмы, ПП которых существенно различаются (табл.9).

Анализ СПП фаций показал, что при осушении резко сокращается встречаемость профильно-глеевых почв: на микрохолмах в 1,5 раза, а в глнродопресскях более, чем в ?. раза. При этом характеристики 1Ш

- г? -

различных фаций'сближаются, что приводит к некоторой гомогенизации ПП всего поля.

Таблица 9

Частота встречаемости почв в пределах фаций на пашнях объекта "Староямская", '%

Почвы

(на покровных суглинках)

Осушенное поле

Микро-■ холмы

Дерново-подзолистые эродированные, поверхностно- ' ■ сглееннне

Дерн ово-мелк оподз олистые, поверхностно-оглееннне

Микрозападины и потякины_

Неосушенное поле

_У_Д§РДЕДИ_____

Микро- Микрозапа-холмы дины и _____потявины _

Дерново-неглубокоподзоли-стые, поверхностно- . оглеекиые"*

Дерново-глубокоподзолистые поверхностно-оглеенкне

Дерново-псдзолистыэ эродированные профильно-глееватые \

Дерново-малкоподзолистые профильно-глееватые

24 28

20

4

5 8

17

нет

нет

23 20

4 нет

6 5

2 кет

ДерноЕО-кеглубокоподзодистые профильно-глееватьте 3

Дерново-подзолистые эродированные профильно-глеевые 3

Дерново-мелкоподзоллстые профильно-глеевые 4

Дерново-неглубокоподзоли-стке профильно-глеевые ■ I

ИТОГО: 100

37 22 12

4 17 7

4 2 2

24 нет 48

3 12 13

2 нет 5

100 100 100

.В работе изучались также характеристики сложности ПП различных угодий и фацлй (табл.10).

Из таблицы 10 вздно, что ПП напен значительно сложнее ПП лесов, однако анализ показателей относительной энтропии свидетельствует, что размеры почвенных контуров на полях более однородны, чем в лесах. Уменьшение показателя КДШТ при освоении угодий происходит за счет появления в их ПП новых видов почв, в частности эродированных. При зарастании пашни лесом характеристики ее ПП приближаются к таковым смешанного леса. Если же полз не забрасывается, го на нем развивается ПП, состоящий из мелких, довольно однородных контуров. _

На неосушеннса поле 1111 мвкрохатаов менее сложен, чем М. тятк-родепрессий. Пш осушензиуслсжкяется Ш1 шкрохолмов, тогда как

9

ГШ микродепрессий изменяется слабо. Это происходит потому, что при осушении суглинистых почв в зоне влияния дрек образуются узкие полосы трансформированных почв (Зайделъман, 1987). Однако в кикроза-падинах, где и до осушения ПП был очень сложен, вторичное усложнение не сказывается. Картографический материал подтверждает все вышесказанное.

Таблица'10.'

Показатели сложности почвенного покрова различных угодий и фаций объекта "Староямская"

Угодья и фации Сложность 1Ш Относительная 1уЦ1П

на уровне вида __ энтропия

Первичный лес 0,33 0,71 0,55

Вторичный лес • 0,34 0,80 0,55

Поле у вторичного леса 0,38 0,87 . 0,53

Неосушенное поле 0,40 0,90 0,53

у деревни

Микрохолмы 0,35 0,87 0,53

Микрозападины 0,43 0,95 0,52

Осушенное поле 0,42 0,91 '■ 0,53

Микрохсшлы 0,42 0,92 0,53

Микрозападины 0,42 0,91 0,53

Под воздействием агротехники в пахотных и подпахотцых слоях повышается вариабельность многих агрохимических показателей, что говорит об усложении ГШ при освоении. При забрасывании пашни пахотный горизонт деградирует и по своим агрохимическим характеристикам приближается к параметрам верхних горизонтов ночв в лесу. На старых полях в .эрозионных потдглнах обнажаются моренные слои, которые отличаются по химическому составу от. толщи покровных суглинков, что способствует увеличению пространственной пестроты некоторых arpo- . химических характеристик (Pg^S' °^менная и гидролитическая кислотность, сумма поглощенных оснований). ПП микрохолмов на таких полях, как правило, пестрее ПП депрессий,' однако на осушенном поле эта закономерность проявляется слабо.

Осушенное поле, по сравнению с ноосушенным отличается большей биомассой овса"Астор" (на осушенном поле - 537,9 г/м2, на неосушен-ном - 462 г/м2) и меньшей ее пространственной вариабельностью (осушенное поле - 28;», нросушенное - 25%) за счет большей однородности

5. ИЗМЕНЕНИЯ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ КОМПОНЕНТОВ ПРИРОДНОГО ЩШЕКСА ПРИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ОСВОЕНИИ И

. осушений территории

Эволюция СПП является лишь отражением изменения внутренних процессов, протекающих в природном комплексе, которые в свою очередь связаны с изменением характера взаимодействия различных компонентов НТК между собой. Эти взаимодействия выявлялись с помощью метода главных компонент (.'ЯК).

Принцип формирования массива данных для МПС показан в методической части работы. Следует отметить, что ключи, расположенные в лесу, изучались в двух модификациях: а) ключи характеризуются массивом данных, включающим в себя Есе, изученные нами компоненты НТК; б) те же ключи, ко из их массивов данных исключен блок древесного яруса, они представлены только почзенно-геоморфологкческим блоком ПТК (при этом моделируется вырубка леса)-

Анализ_вмимоснязей псчвенно-ьторшологических^. геоморфологи-

£асполтокекного_на сла-бозаболсчен!щх_ДЕЗБнеалл?;5иальш/х деснах_С£едне-Русскои дочбянкой Прсвингрга „(объект ЦИ^бРкяъе") показал, что в лесу главную роль в создтгам неоднородности характеристик Л1К и ПП играют параметра, древесного яруса и свяоашшо с ниыл верхние,, а также шшшально-хугл/с-ошв горизонт почв. При моделировании вырубки (модификация "б") выясняется, что в формировании неоднородности характеристик ПТК кроме шаеназванннх факторов, активную роль играют иллювиальные горизонты почв. При распашке роль иллювиальных горизонтов еще более возрастает (они представлены как в первой, так и во второй компоненте). Активную роль на полях играет рельеф. Осушоппе не оказывает заметного влияния на главные компоненты.

Дна^з_взаимосвязей дочшннсмлорфологичесетх^ гешорФшогиче-

^сполоскеЕного_па силь-нозобйдсчешы^древнеа^квдальных л8сках_ПЕибалтийской_почвенноД др2ргещия Хобъвкт ЦОбр^чево") выявил, что в лесу депрессии и нижние част;! склонов отличаются от средних и верхних частей тем, что в их продолах влияние биоценоза на неоднородность характеристик ЛТК проявляется значительно сильнее (здесь биоценоз представлен в двух компонентах, а на зозвшеших частях склонов - в одной). В цело'.-гворх по катйно нибадцаетоя увеличение г-клвда саедозкеккнх горл-яонтоз в тргюболшооть характеристик ЛТК. При "вырубка" леса в яопроссМх уяодячсшзется роль фактора рельефа, а ка склонах -чдктори огйзонйн лечвонного профиля, •

При освоении и осушении угодий происходит сближение характе- | ристик его различных частей,, расположенных как на разных элементах рельефа, так и на разном расстоянии от магистральных каналов. Везде ощущается сильное влияние на вариабельность характеристик ПТК параметров горизонтов аккумуляции железа и гумуса.

Аналлз_взаимосвя.зей почвднно-моргослогичес.кихА г е ом о рвдол огич е -£ких_и_биоденотаче£ких_з^актеристик_ПТ1\._1_ ]эасп£лож£нного_на. забо-лочегаых_схглинках_Сде,ан£-Русской почвенной провинции ^объект ^Ста^оямдкая^) показал, что если в смешанном лесу основными факторами вариабельности характеристик ПТК и ПП являются морфологические свойства горизонтов всего почвенного профиля и компоненты биоценоза, то на полях вариабельность определяют морфологические свойства иллювиальных горизонтов (представлены в первых компонентах).

Сравнение вариантов "а" и "б" в смешанном лесу показало, что здесь как и на объекте "Избрижье" при сведении леса происходит усиление влияния свойств иллювиальных горизонтов на вариабельность характеристик ПТК и ПП.

Главным фактором вариабельности характеристик ПТК и ПП на не-осушенном поле являются морфологические свойства иллювиальных горизонтов. При осушении несколько возрастает роль морфологии более высоких горизонтов.

■ ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Сельскохозяйственное освоение песчаных и суглинистых равнин Нечерноземья с развитым мезо- и микрорельефом приводит к усилению заболоченности территории и возрастанию роли рельефа в формировании СПИ.

При этом на песках происходит увеличение доли почв с скелез-ненными горизонтами (дерново-подзолистых глееватых и глеевых псевдофибровых, оруденелых, торфянисто-?леевых гумусово-нелезисгых и др.). Осушение пашни приводит к дальнейшему увеличению доли указанных почв, особенно в мезопонижениях.

На суглинках освоение способствует, наряду с возрастанием степени переувлажнения почв, развитию эрозионных процессов (появляются дерново-подзолистые эродированные почвы, возрастает доля дернозо-мелко- и неглубскоподзолистых, а также дерново-подзолистых прсфл.пьно-глееватых почв). Осушение способствует уменьшению площади переувлажненных почв.

2. Независимо от провинциальных особенностей сельскохозяйственное использование способствует формированию различных СПП на разных элементах рельефа, при этом ГШ угодья становится более контрастны?.: и сложны:.:.

При осушении во всех объектах исследования происходит сближение характеристик ПП различных фаций, при этом ПП всего угодья становится однотипным.

3. Изменение сложности ПП фаций под воздействием освоения и осушения зависит в основном от характера почвообразуицих пород.

На покровных суглинках в обоих случаях происходит усложнение ПП большинства фаций угодья, а на песках сельскохозяйственное освоение способствует упрощению ПП большинства фаций, а осушение -усложнению.

4. Во всех объектах исследования наиболее сложный почвенный покров характеризуется наличием наиболее равномерных по размеру почвенных контуров, то есть значение показателя относительной энтропии в основном коррелирует со значением показателя сложности ПП.

5. При освоении угодий классификационная дифференциация ПП на ■ территории с песчаными и супесчаными почвами возрастает за счет возникновения контуров почв с ожелезненнкля горизонтам, а на суглинистых отложениях снижается за счет возрастания числа контуров почв различной подзодистости и скытости.

Осупеняе способствует уменьшению КДШ на песчаных территориях и не оказывает заметного влияния на КДШ суглинистых почв.

5. Метод главных компонент показал, что в естественных слабозаболоченных биогеоценозах как на суглинках, так и на песках глав,-ньш факторами, определяющими вариабельность характеристик ПТК и ГЛ, являются компоненты биоценоза и верхних горизонтов почв; при освоении основными факторами вариабельности характеристик ПТК и ПП становятся параметры иллювиальных и пахотных горизонтов, а также ральефа. 3 силыюзаболочекнсгл ЛТК при освоении происходит лишь усиление влияния иллювиальных горизонтов.

Осушение не оказывает заметного влияния на главные компоненты г я осивев данных кличей.

РЕК0МИ1ДАШИ ШЮИЗВОДСТЕУ

1. Яри проектировании осувитаяьннх мероприятий необходимо учитывать ландшафтную неоднородность угодья, нуадапцегося в осушении.

2. При землеустройстве не рекоглелдуется в один л голзвод стойкий пассив включать различные ПТК, так как лх ЛП прл рясгогкс будет гвояхшопдровать но разному, что приведет к возрастанию контрастности ГЛ! всего поля.

3. При эксплуатации пасен роко:.«опдуетс.я максимально гопого-лизярогаз» иллювиальные горизонте с помощь» глубокого калдорчтяг-;Ю1 ю р;1 хлекля, 1фотовагаи и т.д. для у;«еньиркия пестроты Ш поля.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. К вопросу о выборе однородных объектов исследования в пределах природных комплексов, измененных человеком. //Географические системы Верхневолжья. /Науч.тр.МФГО АН СССР. М.: Московский рабочий, 1985, С. 48-57.

2. Изменение некоторых свойств суглинистых почв под воздействием осушительной мелиорации. //Рациональное использование и охрана природных комплексов. /Науч.тр.МФГО АН СССР. М.: Московский рабочий, 1986, С.50-55.

3. Изменение некоторых свойств почвенного покрова песчаных заболоченных территорий под воздействием осушительной мели орали::. //Исследование природных комплексов в целях их охраны и рационального использсзания. /Науч.тр.ЫУ. Калинин, 1986, С.56-62.

4. Влияние осушения и сельскохозяйственного использования на свойства почвенного.покрова ландшафта с песчаной литогенной основой. //Эволюция структур почвенного покрова и методика их исследования. /Бш. Почв.ин-та иы.В.В.Докучаева.1988. Вып. 47. С.9.