Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Влияние эоловых процессов на динамику почвенного покрова семиаридной зоны Казахстана

ВАК РФ 11.00.05, Биогеография и география почв

Автореферат диссертации по теме "Влияние эоловых процессов на динамику почвенного покрова семиаридной зоны Казахстана"

российская академия наук институт географии

На правах рукописи УДК 631. 459. 3: 631. 445. 51: 631. 445. 63:631. 459. 63

бельгибаев мухит есенович

ВЛИЯНИЕ ЭОЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ НА ДПНАШПСУ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА СЕНПЛРПДНОИ ЗОНЫ КАЗАХСТАНА

11.00.05 - биогеография и география почв

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук в форме научного доклада

Москва - 1993

Работа наполнена в Институте почвоведения Академии наук Республики Казахстан в лаборатории эрозии и дефляции почв. •

Официальные. оппоненты - доктор географических наук

Ведущая организация - Географический факультет Московского Государственного университета

Заздета диссертации в Форме научного доклада состоится " 17 и декабря 1993 г. в _10 часов на заседании Специализированного Совета Д. 003. 19. 01 в Институте географии РАН (Москва, Старомонетный переулок, 29).

Отзывы в 2-х экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 109017 Москва, Старомонет-ньм пер. , 29. Институт географии РАН, Ученому секретаре Специализированного Совета. .

С диссератадаей в форме научного доклада мссгно оснс.-комихься в .библиотеке Института географии РАН.

С. В ШКТОРОВ

доктор географических наук И. В ИВАНОВ

доктор географических наук ф. И. козловскии

Автореферат разослан

и

19 «СНШЯ^угЛ'

1993 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета, кандидат ^графических наук

Т. П. КУПРИЯНОВ

ОЕКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В развития современной гзографн-гескоП п стетныг: с ной наук на одном из поршх мест находятся цпблямн деградации почв, опустынивания и обезлесения террзто->яЯ» Актуальна они я для семиэридной зоны Каьахсгана.

3 Северном Казахстана массовое использовании черноземов и соштаноьых почв началось з 1954 году поело освоения целинных з шле.тних земель. Площадь папки ифосла с 6,6 шн.гз т 1953 го« 1У до 22,0 млн.га в 1968 году, в настоящее время она составляет [9,2 млн.га. Зерновые культуры зашнавт 7£$ посевной плэцадп региона,, Наиболее высока в посевах доля яровой плокпцы (до 901) та вновь освоенных землях. Одним из негативннг последствий )СБоения новых земель явилось (и г Казахстане и в Сибири) кассовое проявление ветровой про зга (дефляции) вначале на легких ¡1958-60 гг.), затем и на тялелых почвах (1960-1955 гг.).Потеря гумуса за последние 4.0 лет составила от 10-25- до 30-352, в гол теле наиболее ценных подзякных 1'Уминоемх кислот и глдролазуе-.юго азота - на 45-43«» Мояно отметить две основные причини ускоренного проявления пыльных бурь и дефляции почв в региона, Зз-порвых, в обработку были вовлечены нопахогнопрягодггце я г.г-з-юпрягодныо почвы: песчаные, супесчаные, солонцы а их кошлек-зн. Во-вторых, отрицательную роль сыграли отзалышй плуг в бозона,'способствовавшие распылению поча и усилении дефляция посте весновспзпки, когда в мпе-ипне отмечавгел периодически пов-горяпциася сильные вотри к шт.кт:з бури» К эпы причинам необ-содимо добавить гакта окетремалъныа природные условия ( резко «энтинянтальннй клет/зт территории, усиленный ветровой ролям я 1Р„). Указанные выга причины факторы действуют наряду с тоз-)зстакцей антропогенной нлгрузкоЯ, гаэторуа нельзя не учитывать.

Внедрение почвозащитной системы земледелия в 1905-1970 годах тало пологи голыше результаты в борьбе с дефляцией почв.Однако )на но репила полпостьо проблем!' рационального яспользоэзетя а )храны почв региона в связи с тем, что не был учгеи комплекс зсех природных факторов и лавдшзфггзо-экодогпчэскиж условий ротона.

В настоящее время два эдзогэнных процесса (дзфля&а я зро-;йя> накладываются друг за друга а усаливаю? обдую деградации

10 ТВ.

Цель и задачи исследований.

Основная цель настоящей работы состоит б разработке методологии в научно-методических основ исследования эоловых процессов в семиаридных агроладапафгах в интересах рационального сельскохозяйственного использования в охраны степных почв;

Для достижения этой цели рассмотрены следующие вопросы;

- разработка методики и проведение крупно-и сред не масштаб них почвонно-дефляционных картографических исследований;

- выявление лйшшафтно-географических закономерностей дефляции почв в степях и почвенно-дефяяционное районирование;

- разработка классификации дефлированных почв и в целом еоловых процессов в биосфере;

- экспериментальные исследования устойчивости и дефяиро-ванносги почв, изучение эоловых форм микрорельефа в полевой аэродинамической трубе (ПАУ-2);

- изучение эоловых форы рельефа на дефлированшх почвах Северного Казахстана;

- исследование современных антропогенных факторов дефляционного изменения почв и ландшафтов семпаридной зоны;

- выявление роли эоловых процессов в современном степном почвообразовании.'

Обьекг и методика исследований ,

Объектом исследования являйся почвенный покров и лавдшаф тн Северного Казахстана в пределах следующих природных зон и подзон:

I", Степная зона:

а) подзона умеренно-засушливой степи с черноземами обыкновенными;

б) лесостепной высотный пояс ~ умеренно засушливые степи у 'сочетании.с березовышр сосгово-березовыми и сосновыми лесаш на серых лесных и дерново-боровых почвах;

в) подзона засушливой степи с чернозепами южными,, Ж Сухостепная зона:

а) подзона сухой степи с темно-каштановыми почвами;

б) подзона очень сухой степи с кашгановыщ почвами.

•■ Ш. Полупустынная зона:

а) подзона пустынной степи со светло-каштановыми почвами.

При изучении аолсзьк процессов былд использованы следующие методы, известные в физической географии и почвоведении:

I) почвенно-географический, 2) сравнительно-географический (лавдшафтно-экологи ческий), 3) картографический, 4) экспериментального моделирования, 5) дистанционные - аэрокосмичзск: е<,

Научная новизна, I» С общегеографическах позиций вскрыто и показано развитие я распространения дефляции почв в ссмиарщшой зона Казахстана. Составлена почвенно-дефпяциошгая карта, отражающая различную степень современной дефлированности и податлйЕОстЕ почв к дефляции, 2„ Разработана классификация дпфлировгнинх почв ш методика крупно- и среднемасштабного картирования почв, подвзргэкгих ветровой эрозии. Предложена типология соловых процессов £ биосфера, естественней: и антропогенно обусловленпнх8 по составу переносимых частиц и их влияний па лаютафгы в человека,

3. Развито я теоретически обосновано новое научное направленно з физической географии - эоловоденив (эолологпя).

4. На основе изучения скорости почвообразовательного процесса и его роли в восстановлении нарушенных почв в степных районах Казахстана обоснован предельно допустимый уроаонь (ЦПУ) эрозии и де<|мяцип почв.

5. Выявлено влияние эоловых процессов на ландшафты я.почвы ее-миаридной зоны,их влияние на морфологип, физико-химические свойства а плодородие почв региона.

6. Разработаны и ус паз но апробированы новые методы опроделэнзя глубины ввдувания почв, в том чзсле количественные расчета для определения опосчаненносгп логкях почв. Предпосылка исследования. Развитии я распространенно эоловых процессов на земном шаре посвяцзно больсоэ количество опуб-лйкованкых работ. Многие из них относятся к изучензп процассав дефляции и эоловой аккумуляции рюыых отлояенпй, дефлпровашр

и дчкакзко эоловых форм рельефа (Н.А.Оокаяов, 1884; Х.Во Гельман, 1885, 1891; И.В.Мупжегов, 1886-1905; ВоАоОбручев.1830, 1835,1913; Л.С.Борг, 1900, 1906; И. Вальтер» 1911; В.А.Дубянскнй, В.П.Орлов, 1912; Р.Капо-Рей, 1958 и ДР.).

Наиболее полная бпблиографяя литературы об эоловых процессах на русском языке с 1768 до 1950 года опубликована з книге М.П.Петрова "Агролесомелиорация песков в пустынях в полупусты-

ЯЕХ Ооюэа ССР'\Изд-во АН Туркменской ССР5 Ашхабад, 1952,208 с.

В послереволюционный период была организованы экспедиции АН СССР в Среднюю Азию в Казахстан для изучения природы и их ресурсов. Решались гак же вопросы геоморфологии аридной зоны, р том числе генезис эоловых форы рельефа (И.П.Герасимов, 1933, 1937„ 1946? БоА„Федорович, 1934,1940,1960,1983; А.Г.Доскач,1940; М.П.Двгровц 1950,1965,19735 А.В.Сидоренко, 1958 и др.)-

Дефляция почв б степной зоне начала проявляться активно в послевоенные годы» особенно после освоения целинных в валекных веыель {1954 г.). Здесь следует отметить работы по изучении ветровой эрозии, их распространению, оценке к некоторым мерам борьбы о кай< ЭДБ.СЬерЛ с 1945; Т.Ф.Якубов, 1946«, 1957, 1952; . ХоБвннет» 19585 В.В.Звонков, 1962^ А.И.Бараев, А.А.Зэйцянв, Э.Ф. Госсен, 1963;, П.С.Захаров, 1965; М.Р.\УооЬг^ гнй

\I9S5; ЕоАоЧакватадзе, 1967; П.СоТрег/бовД9б8,1979; В.К. Савостьянов, З.А.Савостьянова, 1959; Б.А.Федорович, 1989; М.И. Долшлввич, 1972,1978; Е.И.Шиятый, 1972, 1980; Ал»А.Григорьев, 1975,1985? К»С.Кальянов,1976; С.П.1Ьршков,1982г М.А.Орло вз, 1983; А.ГоГаель, 1984; Г.В.Добровольскийе Л „А,Гришина, 1985; 'Я.ФоСкарнова, 1985; М0К.Судейменов, 1386; Г.Ь. 5к!сЗглогс ,1986; Н.&оГлазОЕСКИй, 1984, Х987;Б<,Г0Розанов8 В.О.Таргульян.Д.С. Орлов, 1989 ; О.Е.Семенов, 1990? Г.АЛарионов,1991 и

Диссертационная работа выполнена в течение 1961-1992 гг. в лаборатории охраны почв (Целиноградское отделение Института почвоведения) в в лаборатории эрозии и дефляции почв Института почвогчдения АН Республики Казахстан. При выполнении всех тем автор участвовал как руководитель в исполнитель работ.

Научно-прикладнов значение» Почвенно-дефляционные исследования региона выполнялись по тематическим планам Института поч-Боведенея АН Казахстана^ "Проблемы эрозии и дефляции почв Казахстана"; "Изучить влияние антропогенных факторов на проявление эрозии п дефляции почв семиаридной гоны Казахстана"; "Разработка научных основ сохранения и повышения плодородия почв освоенных целинных земель Казахстана".

По результатам крупномасштабного почвенно-дефляционного .картирования почв в соехозв им.Белинского Тарановского района Кусганайской ослами сосгампн один из первых проектов противо-дэфляционных мероприятий в Казахстане. При участии автора проек полностью внедрен з производство. Разрасотана методика крупно-

масптабного почвэино-дефляцпонного картирования» Зга Г"толика и классификация дефллровэнних почв вошли составной часть» е "Методические указания по составлении проектов протяеоерозотг-'-Н!£х мероприятий при проведения внутрихозяйственного землеустройства совхозов и колхозов ЗрОЗКОННОЙ зоны Цплишгого края", Целиноград, 1954^ а гаклз з "Общесоюзную инструкции по почвок-нкгл обслсдопаниям к составлению крупномасштабных почвзнных каря зешеполкзошнпя„М.:Колэс,1973. В "Методические указанняооо™ я "Общесовзнуо инструкции ... "включена "Ведог.юсть описания ?урэ дефларованныз: почв, составленная автором. По "Мотодич-зсхе-: указаниям..„" (Целиноград, 1964) проектам виси тугом "Целин-гипрозем™ било провэдено почвенно-дефляцяонное картировании 2 составлены проекты протияодсфляционных мероприятий из площади более ? шшогз з Северном Казахстане, в результате шедрензз которых ветровая арозия била предотвращена.

Составлена почЕсшно-десляцяонквя карта Северного Казахстана п карта почвенпо-дефляцдоипого райотирования рогкока,яспользо~ гагате прв составления почвенш-эрозйоиноА карты Казахстана ■ (Н 1:2 500 ООО). Указанные картографические каторяалы а зссло-взнпя были попользован« при составлен!!!? "Моропрзятяй по просз-дэняп прогивозрозионннх работ в Казахской ССР па 1971-1980 й до 1990 гг.*, составленные Госпланом в Министерством сельского хозяйства Казахстана о

Ряд научно-методических разработок диссертации, в частности мчтодц определения гдубяны вшивания почва вошла во Всесооз-кыЯ сборник "Метода изучения дефляции з охра га почв", Ажа-Ага, 1936 (Отворадакгор Н.Е.Бельгабаев). Еадомссгз ошсанпя контуров дефляросанных почв, составленная автором, была бклпчонб з учебное пособие для студентов университетов к сельскохозяйственных вузов (Г.И.Евдокямова'. Почвенная с&вкка'оИзд-во Моск.' ун-та, 1981» Приложение 8 на огр.259).

Задииаемце полоязная _ _

I. Прэдлонсна типология эоловых потокоз з биосфере,отражающая состав голового материала,дальность переноса к содиыентацкв а различии* средах,их взаимодействие с геосферами к ландшафтам;. 2С Для целей дяагяосгвхп, оценка з картографирования разработана классификация дефлированшх почв семяарядноЯ зонн Казахстана, включаемая различную степень развеваемо с га, фахтячзс-коЗ дефлярованности в погребенноста почв ветрошм накосом".

3» Влияние эоловых процессов на почвы степной зоны проявляется в изменении их морфологического профиля и физико-химических свойств, формировании эолового микрорельефа, усложнения структуры почвенного покрова "и аридипации суши . 4. Эоловедение - новое научное напра&тение физической географии, изучает причины и закономерности эоловых процессов отрыва, транспортировки в аккумуляции мелкозема почв или частиц природного и антропогенного происхождения и состава, их влияние на геосферы, экосистемы, ландшафты и их компоненты, предотвращение и снижение до минимума влияния эоловых процессов на условия жизни населения и народное хозяйство, методы охраны почв и грунтов. В эоловедении исследуются глобальные (планетарные), региональные и локальные проявления процесса (переноса ветром рыхлого материала и их последствия в reo- и экосистемах).

Материалы, положенные в основу работы. При решении поставленных задач обобдены мнрголетние (более 30 лет) материалы автора, полученные в результате полевых экспедиционных работ в Северном в Центральном Казахстане, а также Восточном и Север- ном Цриаралье. Кроме экспедиционных почвенно-дефляционных и географических исследований проводились опытные и экспериментальные работы с полевой аэродинащческой установкой (ПАУ-2) на стационаре Института почвоведения АН Казахстана (в совхозе нм.Белинского Кустанайской области). В данном хозяйстве автором били проведены производственные опыты (400 га) по испытанию ширяни полос зерновых культур и трав в почвозацитной системе земледелия, а также по залузишю дотированных почв.

Апробация работы. Результаты исследований, теоретические в практические положения диссертации доложены и обсуждены на ХХШ Международном Географическом конгрессе. Симпозиум комиссии "Человек и среда" (Москва, 1976); Мевдународном симпозиуме "Экология пастбищ мира и юс продуктивность" (Алма-Ата, 1979); в работе X национальной конференции почвоведов Румынии (Братов, IS79); Международном совещании по проекту СССР/ШЕЛ "Оценка опустынивания в Южном и Восточном Цриаралье" (Москва, МГУ,почтенный факультет, 1991); заседании агрономической-секции научно-технического совета Министерства сельского хозяйства СССР при рассмотрении проекта "Временных методических указаний по крупномасштабным почвенко-эрозионным обследованиям и составле-

ияв карг и картограмм территорий колхозов я совхозов в районах проявления ветровой эрозии почв" (Москва, 1968); 1У-У1-УП-УШ Всесоюзном съездах почдаведов; У1-УП-УШ-1Х съездах Географического общества СССР; УП Всесоюзном совецании по вопросам лащезафтоведенпя (Пермь,1974); Всесоюзной научной конференции по комплексному изучению и освоении пустынных территорий СССР (Ашхабад, 1976); П Всесоюзной конференции "Человек и окруяав-п;ая ерпда" (Ленинград, 1977); Всесоюзной конференции "Теоретические основы про ти во эрозионных мероприятий" (Одесса, 1979); 3 Всесоюзной научной конференция "Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях". Географический факультет Ц1У (Москва, 1981); Всесоюзном зимтюзиуме "Оптимизация воздействия общества на окружающего пря-:од!£ую среду" О&скаа, 1981); Всесоюзной научной конференции ■"Современные методы исследования почв". Факультет почвэЕедегая {ГУ (Шсква, 1933); Всесоюзной конференцяс "Баогеохя:^яческий сруговорот веществ" (Пуанно,1984); I Всесоюзном совещания 'Современные проблемы географии экосистем" (Москва, 1984); Зсесопзной конференции "История развития почв СССР в голоде" '.Пуйино, 1994); Всесоюзном научном совеявнии "Ландшафтная ап-:пк2Цип для рационального использования природных ресурсов", 'оогрэфяческий факультет МГУ О.йсква, 1986); Всесоюзном cnf.no-иу1ло "Научные основы оптимизации, прогноза я охраны природной ррды" (?.йскеэ,1986); Всесоюзной научной конференции по коип-ексному кзученвв я о свое н;ш. пустынь СССР (Апхабад.ПВб); сесопзном совоцонпи Те о си с теш-90" Институт географии АН ССР (i,focKE3,i99o); выездном заседании Иоораднационного соео-з ВАСХШЛ по эавдге почв от эрозия пз тему: "СОЕэгшнотвоваппе зропрлятий по зацитз почв от вэгрозой эрозии в стране" Портавды, 1990); Всесоюзном совещании по проблемам вргивоЯ юморфологяи (Ашхабад, 1990); 1У республиканской конференции зчвосэдов (Алма-Ата, 1978), I географическом съезде Казах-сой ССР (Алма-Ата, 1979); республиканской научной конференции Экология и охрана почв засушшвых территорий Казахстана" L-вд-Ага, 1991).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано бо-ia 150 работ, в тем числе монография. Общий обьом опубляко-нпьгх робот состааяяет 92 поч.ластов.

I. ШИЮ-ГТОГРАШЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕГИОНА ИССЛЕДОВАНИЙ / I, 13, 15, 27, 36, 45, 58 /

В геоморфологическом плане исследуемый регион охватывает южную часть Западно-Сибирской равнины, холмисто-увалистые к медкосопочиые предгорья Урала, часть Казахского мелкосопочника в Тургайское столовое плато. Большая часть территории входит в сгепнув, сухостепную и полупустынную зоны, на севере частично включает зону лесостепи.

Все почвы и ландшафты Северного Казахстана расположены в сешаридных и аридных районах умеренного пояса центральной части Евразия в принадлежат к разряду суббореальных континентальных.

I.I. Климат и дефляция. / I, 3, 4, 15, 23 / . Кишат Северного Казахстана подробно описан в работах A.C. Угешэва (1959,1972), М.Х.Байзала (1964) и других климатологов. Ровная континентальносгь климата проявляется в регионе на только высокими амплитудами колебания температур, но и крайне неустойчивым выпадением осадков по годам и в течение года.

Засухи особенно способствуют развитие дефляции почв.По данным А*. С. Угвшева и О.С.Семенова (1967), число дней с атмосфер»0? васухой в годы наиболнпего развития пыльных бурь в Северном Казахстане составляет 60-90, в го время как в среднем многолетнем - 20-30i£.

Важным метеорологическим фактором развития процессов дефляции является ветер - следствие градиентов в барических полях атмосферы. Равнинный рельеф на большей части территории и слабая облесешюсть создают благоприятные условия для деятельности ветров, позволяя воздушным потокам развивать значительные скорости. Направления ветров в течение года определяются зональной (широтной) в меридиональной циркуляцией атмосферы. Число дней с сальным ветром ( > 10 м/сек) в мае составляет 10, а в июне-августе - до 3,5-4,0. Осенью частые продвижения циклонов с запада на восток приводят к образованию сильных ветров юго-вападного в западного направлений.

Для большей части территории Северного и Центрального Казахстана характерна повторяемость пильных бурь за год от I до 7. Укрупненные очага опасных и особо опасных пыльных бурь находятся в Кустанайской и Тургайской областях, в северной половик е правоберехья р.Иртш в Павлодарской области.

1.2. Рельеф и эоловые процессы. /5,6,7,12,25,33,37,39,50/

Рельеф моделирует ветровые потоки. Характер рельефа является одним из определяющих условий возникновения и интенсивности развития эоловых процессов, с другой - дефляция,будучи одним из экзогенных факторов рельефоо бра зова ния, активно воздействует на рольеф, трансформируя и выравнивая его (морфо-скульптуры) „ Наиболее благоприятные условия для дефляции создаются на слабонаклонних, гривистых и слабо волнистых равнинах Северного Казахстана, окаЯгллятих Казахский мелкосопочник.

Установлено,что дефляция наиболее интенсивно разрушает повышенные части рельефа - Евразии гряз я бугров, наветренные уступы террас, бровка склонов. Выпуклые склоны разрушаются сальнее, чем вогнутые, что связано с величиной угла взапшдейсгвая ветрового гогокз с поверхностью почвы.

1.3. Почвообразувщие породы и дефляция /1,8,20,37/

На развитие и распространение эоловых процессов значительное влияние оказывают определенные свойства почвообравув-ших пород, поскольку они обусловливают основные "дефляционно-опасные" качества почв. К таким свойствам относятся в первую очередь механический состав, сколетность,кярбонатгасть я засоленность почв. Наиболее легко в процесс дефляции вовлекаются частицы диаметром 0,1-0,5 юл, передвигавшиеся скачками; частицы крупнее 0,5 г.м, будучи слишком гяяолкщ, передвигаются волочением по поверхности; и, наконец, частицы мельче 0,1 гял, находясь почти целиком в пределах вязкого слоя вэздуха.шгуг быть оторваны сг поверхности только при "бомбардировка" ска-чуцимп частица.'.я и передвигаются во взвешепном состоянии,;

Таким образом, частицы диаметром 0»1-0,5 мм является наа-5олее дефляционно-активной частью почвы или породы а потенциальная склонность последних к дефляции во многом будет опреде-¡ягьоя процентным содержанием подобных частиц (т.е. фракциями шлкого я среднего песка). Поэтому особенно сильно подвергают-!я дефляции легкие по механическому составу городи я почвы пески, супеси, легкие суглинки)I

Гравий, галька и щебень после выхода на дневную поверх-:ость мопут бронировать и предохранять почвы от выдувания'; .4. Гас тотальность и дефляция./12, 39, -36, 54, 66/. Растаге-ышй П0К1ОВ территории Северного Казахстана претерпел за пос-пдние '10 лег значительные изменения, вызванные вовлечением в

пашню огромных массивов различных го качеству почв, что явилось причиной уничтожения на них естественного растительного покрова.

На пастбищах и выгонах резко увеличилась нагрузка скота, в результате чего произошли значительные изменения в их тра-восговс Нередкими стали скогосбои (особенно на выгонах), на-блвдаемыа на всей обследованной территории. Болшой процент (70-80?) распаханносги территории региона привел к перпвыпа-су,критерию аридизации суши семиаридной зоны. Очень часто на побережье солончаковых понижений формируются на определенном расстоянии от сора и между сЬбой "кольца" из тамарикса, сар-сазанника и других кустарников. По мере усыхания солончакового озера или лагун эти зеленые кольца продвигаются к центру. Кольца, как правило, составляют 3-4 рада вокруг лагун и со ров в семиаридной и аридной зонах (Северный Казахстан и Восточное Приаралье). Такие кольца растений, опоясывающие несколькими рядами усыхающие сорц, автор назвал периферийно-кольцевыми фациям (ПКФ) арадных и сомиарвдных галогенных ландшафтов / £6 /. ПКФ являются одним из индикаторов усыхания лагун и соленых водоемов, характерным признаком аридизации суши региона.

Г.5. Антропогенные факторы и дефляция

/ 2 , 5, 10, 13, 16,20 , 24,32,37,41 /

Роль антропогенных факторов в регионе возросла после освоения целинных и залежных земель (1954 г.). Максимум проявления дефляции и пыльных бурь приходится на период с 1959 по 1965 годы. Были освоены большие площади непахотнопригодных почв, в том числе песчаные, щебнистые, солонцы и солонцеватые почвы.

Максимальное влияние на почвенный покров в сельскохозяйственном производстве осуществляется через систему машин и орудий'. Происходит распыление и увеличение объемной массы ворхних горизонтов почв, возрастает давление на поверхность почвы, усиливается загрязнение верхних слоев почвенного покрова';

Расцаханност'ь территории региона в среднем составляет 70-805?'. Эти данные в 1,5-2 раза превышают показатели необходимые для "поддэряаняя экологического равновесия" (Н.^.Реймсрс, 1990)'. Суммарный эколого-ооциалыю-экономический эффект экосистемы возникает при соотношении 40$, преобразованных и 60»

сохраненных естественных экосистем. За. последние десятилетия в регионе ухудшились экологические условия и намного возросла антропогенная нагрузка. Антропогенные факторы во много раз усиливает деятельность эоловых процессов в семиарадной зоне!

и. методолошя и метолу изучения эоловых процессов

/1,3,4,5,8,10,26,20,30,34,37,38,40.42,44,53,56,67/ 2.1. Эоловадение - новое научное направление физической географии

в системе географических наук насколько лет назад появилось новое научное направление - эрозиоведение. Ц.Н.Заславский (1983) приводит терминологию по эрозии и дефляции почв я предлагает в противовес "зроз поведению" термин - "дефляциоведениа"'. На первый взгляд второй термин кажется естественным и правомерный, поскольку отражает процессы сдувания, развевания почв ветром. Тормин "дефляция" в переводе с позднелаганского означает выдувание, сдувание, развевание осадочных пород и почв ветром, т.е. речь идет в основном о процессах деструкция; Общеизвестно,что дефляция (вьщувзние) является липь однлм нз слагаемых эолового процесса. в термин "дефляция" не входят процессы транспортировки эолового материала и их отлояоние .(осадконакопление) в других районах. Поэтому термит дефляция" и "дефляциоведоние" не отражают всей совокупности работы ветра на земной поверхности.

Ми предлагаем понятие а термин "эоловедение" - новое направление в <{изической географза (рис.1).

Эоловеденяа (эолология) изучает причины и занономерностл эоловых процессов отрыва, транспортировки и аккумуляции Различнее частиц, их влияние на эволюцию и динамику природных и природно-антропогенных геосистем, методы охраны почв а грунтов (песков). Спда же относится эоловая корразия (обтачивание, подтачивание пород ветропесчаным потоком) или эоляция, а тагосе перонос ветром снега и его аккумуляция в полярных,субполярных и умеренных районах^

Эоловедение, будучи разделом физической географии,тесно связано с другими науками - с геоморфологией, почвоведением, ботаникой, метеорологией, лавдлафтоведением и другими науками и направлениям! (рис.1). Пустыноведение (Бабаев, £рейкин,1977) ¡1 песковедение (Федорович,1974) имеют непосредственную связь с ооловедением, татя географяческие границы охвата эоловедения

шире. Эоловые процессы распространяются за пределами пустынь, полупустынь и степной зоны. В силу единства и общности законов аэродинамики процессы эолового рельефообразования протекают почти одинаково во всех природно-климатических зонах при соответствующих '"благоприятных условиях" (Бельгибаев,Федорович,IS72).

Говоря об эолопедении, мы имеем ввиду как естественные эоловые процессы, так и антропогенно обусловленные и в значительной степени усиленные в последние десятилетия (сельскохозяйственная и промшлпнная деятельность, транспорт и др.).

По данным M.Kassas (1976), площадь аридных и подуаридных

о

земель составляет 57 млн.км или 43t поверхности земной суши.

3 аридной а семяаридкой зонах наиболее рпспростра ионными видами яачяются потоки водных растворов солей и эоловые потоки в атмосфере. Концепция потоков создана грудами Б.Б.Полыета,В.А. Ковдн, М.А.ГлазовскойД.И.Перелкдана, В.ВЛобро Вольского, В.М. Еоровсйэго, Б.А.Федоровича, Н.Ф.Глазовского, М.А.Орызвой и других ученых.

Автором разработана типология эоловшс процессов (потоков) по составу, дальности переноса и седиментации субаэрального материала в глобальном масштабе (табл.1). Она дает представление о соотношении естественных и антропогенно обусдоаленных эоловых потоках, о масштабе и характере распространения эоловых процессов з биосфере, приведены некоторые негативные последствия в различных геосферах я ландшафтах.

Закономерности перемещения воздушных потоков и эолового материала на земно?! поверхности подчиняются загонам аэродинамика.

Золовке процессы имеет распространение к на других планетах солнечной системы, в частности на I.íapce (Григорьев,Кондратьев, 1ГЯ1; Крзволугесай, 1935 и др.). В связи с этим моано кон-ггзтирогп-гь, что эоловые процессы имеют общепланетарное явление, "юлоьне процессы влияют на все компоненты ландшафта, особенно ¡а почвы, з целом на ландшафты и экосистемы многих зон.

Эоловедение имеет особо паяное значение для пустынной зо-ш: с песчзнш, глпсовпм, глишсгым» цвбенчатам и солончаковым joj;p огогл, Оолознй перенос включает кроме ришсс осадочные пород ; ипп гшзчптплъное количество солей (Бельгибзпп, 1932;0рлопз, .ТРЗ; Кдсь, J.9T4; Гдззовсквй, 1987).

В отличие от прознонных процессов, эоловые процессы моя-

Таблица П

Типология |эоловых процессов (потоков) по составу я влиянию на геосферы, ландшафты и человека

• : Эоловые потоки • Состав эолового материала Дальность переноса Сргтямйнтягтия ' Взаимодействие со сфе-оедиментвция . раш „ компонентам: ; ла.кдшафга, влияние на

I : 2 3 4 5 : 6

Пыльные и песчаные Шкроагрегагы поч- От сотен до бури вы,пыль,песок,со- тысячи км

ли, тяжелые металлы

Пыле солевые бури (районы приморских сульфатных и оодо вчк солончак о в и озер)

Местная дефляция (поземки)

Смерчи

Частицы почвы, пыль,песок,соли солончаков

Частицы почвы', пыль,песок,органические веце-ствз

Частицы почвы, песок, и другие вещества

м Эоловый солепере- Ооли морские, нос с океана на в том числе сушу хлориды

Ли то сфера, а тмо сфере, гидросфера, нарушение почвенного покрова, ландшафта

Сотни кы

Десятки,режа согни км

Согни км,в высоту до 1-2 км

"Согни и тысячи км

■На ледниках,в предгорьях,на суше,в реках, озерах,иорях и

океанах

На суше,в реках, Литое фара, а гш сфера, ги-озерах,морях дросфера, огрицатальное влияние на культурные растения при их цветении

На суше,в реках, Литосфера,частично гид-озерах росфера,потеря плодоро-

дия почв

На супе,в реках, Ли rocфера,атмосфера,ре-озерах же гидросфера,нарушение

почв, растительного покрова, на сел.пунктов

Нв супе,в реках, озерах

Литосфера я атмосфера, засоление почв,озёр и рек

Снс-гсм"г°л°зые бути Скег,реже пыль, (гоэчастицы почвы

ЭгловиЯ перенос ды- Сажа,зола,газы, :,2,сгдж;г газов ог органические ае-л"0!шх пс га ров цества (есте-

ственные)

Эоловый перекос Напел, елок, го -° вулканического пе- рячие газы и м пла и аэрозоля .аэрозоль

о ч с о о ч

■< о

Эоловый перенос пыли я мелкозема с паи ни во время пыльных бурь (сгшная,лесостепная зона, торфяники Белоруссии и другие обрабатываемые сельскохозяйственные массивы)

Пиль,мелкий пе сок, органические вещества

продолжение гаолицц i

Сотки кн

Согни км

Тысячи,десятки тысяч км

На супе,в понижениях рельефа в ветровой тени

В зоне лесов,в реках, озерах

На суке,л океане

Сотни и тысячи км

Литосфера и атмосфера. Снегозадержание в'агро-ландвафгах.Снеаный покров - как индикатор загрязнения

Атмосфера и литосфера, выпадание саки.загрязнение воздуха (в I см3) приходится до I млрдi частиц аэрозолей)

Атьюсфера, ли тос фера, гидросфера, запыланиа атмосферы пшыэ,газами. В составе газов установ-

лены пары Н?0,Н2,НС1, HF , Ко S,ЮТ гало

^Б,00? СО2',галогены

иногда отмечаются выбросы песчаных потоков в атмосферу

На суае.в реках, Биосфера вцелом.атмос-" ~ ------- фера до 3-4 км, гидросфера, мутность атмосферы, выпадение эоловых осадков в других районах, на других нонгинен-тах.нарушение почвенного покрова и ландшафтов, их деградация

озерах,мо рях и океанах

___________________________________*-----_______а.

Эоловый перенос пы- Пыль, частично Десятки км ли: соли, органика

а) на груцГовых дорогах и обрабатываемых полях от автомашин, тракторов и другой техники-,

б) в результате пастбищной дигрессии

Эоловый перенос ды- Сйжа,зола,00о

- оо,(лго)..4оя?

о и ж

с о Й-

т

ш и газов из дымо вых труб заводов и фабрик, ТЗЦ, факелов газо- и нефтепромыслов

Эоловый перенос вещества антропогенного происхождения (с территорий заводов, фабрик, карьеров от ж.д. и автомобильного транспорта и других предприятий)

углеводород!, тяжелые металлы,органические соединения, пыль

Пыль, тяжелые ме галлы, йрео-

ны со2»сб.ьо2

(М))*, углеводороды,органические соединения соли, микроорганизмы, споры

Десятки, сот ни км

Десятки и согни км

Продолжение таблицы I

На суше,в озе- Литосфера,атмосфера, рах, реках. мгла., дымка"

На суше,в реках; Атмосфера,литосфера, озерах,морях, формирование и выпаде-населенных пун- ние "кислых" дождей, ктах,городах • смог.запыление атмосферы,мелкая пыль (0,1-5 мкм) попадает в глубь легких человека

На суше,в реках, Атмосфера,литосфера, озерах,морях, частично гидросфера,за-населенных пунк- грязнение.зоздушно-тах и городах го бассейна городов, мгла ,димка, ча с тицы пыли (1-100 ккм) отфильтровываются в верхних дыхательных путях чело века

I

3

ô

о я о: о

о и о

я -А

Эоловый перенос удобрений при внесении в почву,пестицидов И Других химических токсических вецестз при авиа- я наземной обработке растений; утечка и выбросы газов из месторождений и газопроводов

Эоловый перенос продуктов сжигания топлива самолетов, спутников и ракет

Эолобый перенос радиоактивных веществ от атомных электростанций и при ядерных вэрывах

Удобрения,пестициды, гербициды и Другие химические зеадства (естественные и синтетические)

йзы,углеводо-

роды.тяжелнз

металлы

Радио активные вещества 90сг

jgcs.144*.

Zr и лр: î а такие продукты распада урака ^238 у ^

и плутония

(239Ри)

Окончание таблицы I

Десятки,сот ни и тысячи км (дуст ДДТ обнаружен з печени покрове пингвинов в Антарктиде)

На супе, в озерах и реках,нгселен-ных пунктах, в растительном

Атмосфера,литосфера, реже гидросфера.Отравление и гибель животных и птиц, болезни лодей, отравление животных и лсдей (локально)

Тысячи и де- На суше,в озерах сяткй юл реках .морях и океанах, возможно частичное

Сотна,тысяча Во всех геосфе-десятки ты- рах сяч юл

Тропо сфера, с тра гос фера ли то сфе ра,гидро сфера, разрушение озонового слоя,формирование облачности

Ли гос фера, а тмо сфера,

гидросфера (Невада, Семипалатинск,Чернобыль и другие аварии атомных электростанций) .Локальное радио- • активное заражение местности (литосфера, агмосфера.гидрос фера)

но характеризовать как параллельный земной поверхности (восходящий) эоловый ли годинамический поток.

Бдо одна глобальная особенность эолового литодинашческо-го потока заключается в следующем. По сравнению с другими геосферами и агентами, транспортирующими материал, в атмосфере скорость эолового потока (и аэрозоля) вше в десятки и согни раз, например, по сравнению со скоростью речных по токов. При чем мощность эолового потока по высоте, оборачиваемости (круговороту) вокруг планеты и охвату (длина и ширина) имеет колоссальные параметры и размеры. Наиболее опасно радиоактивное и химическое загрязнение атмосферы и биосферы в целом, отмечающиеся в последние десятилетия (Чернобыль, испытания на Семипалатинском полигоне и Лоб-Норском в Китае).

В связи с усилением и возрастанием антропогенной деятель- . ности человека будет возрастать насыщенность и интенсивность эолового дитодинамического потока в тропосфере (биосферо). 2.2: Методы определения.глубины выдувания почв / 7,29,42/

I'. Определение глубины выдувания почв по объему отложений ветрового наноса. Цри наличии отложений ветрового наноса на легких и тяжелых карбонатных почвах глубину выдувания можно определить по следу щей формуле (Бедыибаев, 1970):

k JL (I)

h = s '

roe h - глубина выдувания почв.м;

V - объем ветрового наноса, м3;

S - площадь пылесбора .откуда выдут ветровой нанос,ь?. Если объем выдутого наноса с I га составляет 100 м3, то глубина вздувания почв будет равна в среднем I см. Определение объема ввдугого и отложенного материала проводится в поле по 'замерам параметров эолового микрорельефа (pese мезорельефа).

Известно,что эоловые формы Ш1форельефа и мезорельефа имеют различную конфигурацию и. размеры; Однако все их многообразие приближенно можно свести к двум ввдам: формам,напоминающим вытянутый треугольник (косы навевания) и овальные бугристые формы рельефа, которые в профиле напоминают параболу или сферу шара, меньше полушара (Бельги бае в, Федорович, 1972)". Определенно объема указанных тел ветрового наноса не представлял? cofioü трудности. Их мокно вычислить по формулам, предложенным Б.В. Звонковым (I9G2).

Полученные таким путем величины глубины выдувания почв будут насколько заниженными, так как при этом не учитываются ил и мелкая шмеватая фракция, которая удаляется за пределы данного района. Поэтому глубину выдувания почв точнее южно определить го форкглв:

где к > I и отражает недоучет вынесенной пылеватой фракция. Причем для тяжелых почв значение коэффициента К будет несколько больае, чем для легка. При определении глубины выдувания почв по' предложенному методу ино1да бывает трудно определить точно плэцадъ пылосбора ( S ), откуда вынесен выдутый эоловый материал» Площадь пнлеобора можно определить путем установки пескоуловителой Знаменского, Бочарова, Семенова на интересующем поле, где почва подвергается выдуванию.

2. Определение глубины вздувания почв по их опесчаноннссгл (Больгибаев, 1931). На легких почвах (легкосуглинистых,супесчаных, розе песчаных) при интенсивном и многолетнем проявлении юфляции отмечается процесс их опесчанивания. Впервые процесс ) п е с ч а н и в а н и я в результате селективного вздувания ючв и грунтов был описан проф. А.Г.Гаолем (Гаель, Смирнова, [960). П; и этом формируется ветровой элювий, который мокет вхлю-гпть камни, гравий и крупный песок (по классификации H.A. Сачинского)„

Степень опесчаненности легких почв могло определить пря :равне1ин данных механического состава почв за разные годы". 1рпдположим, что темно-каштановые супесчаные почвы до их обрэ-¡откп в целинном состояний содержали I9t физической глины. Пос-te вовлечения их в обработку и развития дефляционных процессов юдерзсание физической глины уменызллось до 121 в результате 'песчанивзкия.

О бьем выдутого слоя почвы при опэочанаванки ьолно оцрадо-:ить по формуле:

VlV . (3)

vr 2 100

до Vr - объем выдутого слоя почвы, см3;

уг - объем расчетного слоя почвы определенной модности на площади I м^, см3; '3 - содержание физической глины в исходной почва

(контроль)

б - . содержание физической глины после дефляции в результате опесчанивания,^.

. В нашем примере, используя формулы I и 3 получим глубину ввдувания почв 1,4 см (при расчетном слое 2о см) .

2;3. Классификация и картирование дефлированных почв / 5,8,9,10,17,19, 29,35, 37, 56 / В основу классификации дефлированных почв положены следующие основные категория: I) податливость (или склонность) почв к дефляции; 2) развеваемость (или интенсивность проявления дефляции); 3) фактическая дефлированносгь; 4) погребенность почв эоловыми наносами мелкозема (табл.2).

Пра по чвенно-дефляционном картировании наибольшее значение смеют следующие две категории: развеваемость и дефлированносгь, Первая отражает дефляционные процессы, происходящие в год исслв' дования почв (сезон), а вторая представляет суммарный результат указанных процессов за длительный предшествующ й период, ус тана вливаемый непосредственно при почвенно-дефляционном картировании в целях диагностики.

Наиболее важным и объективным показателем дефлярованносги поча является потеря содержания гумуса. Почвенно-дефляционные исследования и картирование, территории Северного Казахстана показали, что в основном почвы локально подвержены слабой степени дефляции. При этом выдувание верхнего слоя почв не превышает 5 см.

Классификация дэфлцроваиных почв (табл.2) может быть распространена и на тяжелые карбонатные почвы. При этом исключается определение опесчакенности почв. - 2.4,- Методика опрёделения техногенной эрозии ч дефляции почв

/ 67 /

Предложена методике определения степени распыления почвы И эолового (воздушного) переноса ее при обработке различными тракторами и машинами.

В подвзгренной стороне трактора до его прохода размещаются целлофановые полотна (Щ) в ряд на следующем расстоянии от ■ трактора: 5, 10, 25,^50, 100, 200 м". Площадь ЦП шкот составлять в среднем 4. tf (2x2 и). При этом характеризуемся один агрофон (пары, зябь и г.д'.) с одной разновидностью почв.Каждый

Таблица 2. Классификация развеваемости, дефлироваиности и погребенносги почв Северного Казахстана

I. Развевавшей, (проявление дефляции в данный момент - сезон)

Степень разве вае-мосги

Характер поверхности почвы

Слабая Микрорельеф пашни почти сохранился,

гребни и бороздки после прохода сеялки разрушены частично Средняя Микрорельеф более сглажен,имеются ветровая рябь и косы на Ее ва пи я в зоне аккумуляции, ветровой элювий - в зоне дефляции

Сильная Микрорельеф сглал.ен полностью; наличие ветровой ряби, кос кэвевания,овальных бугорков,плоских дюн и низких барханов в зоне аккумуляции,выдувы и ветровой элювий в виде россыпей из крупного песка и гравия - в зоне дефляции

:Опесчаненность :верхнего слоя :0-5 см (поте-:ря физической :„шии1*2____

<5

5-10

>10

П.Фактическая дефлировзнность

Степень раз зеваемо с г и

________Йэгдосгические_потазвгеда________________

Разрушенность гумусового :Л.отеря:Потеря:Опесчэ-

горизонта

:гумус а:гумуса:н е нно -.в гор.:в гор.:сгь па-\кЛ :А+ВД :хотн. : : :слоя,$

Слабая до 1/4 горизонта А

Средняя от 1/4 до 1/2 горизонта А Сильная от 1/2 до полного выдувания гор.А

Очень Газруаенисм охвачен горизонт

сильная В и нижелелсацие горизонты

<25 <10 <5 25-50 10-25 5-10

>50

25-60 Ю-20 >60 >20

II.Погребенноеть почвы ветровым накосом

Сальная погребенное ги

"ПИП и оз начато лт-па я

Средняя

; Мощность: Характер отлолэниЯ я скоплений ветрового :эоловых :наноса мелкозема (сплошной,рэвномерный,в :наносоз :виде различных фор;.! эолового шкрорзльэ-:мелкозе-:фа) : г.п, га л :

До 10 10-20

20-30

Равномерный, ветровая рябь,косы на ва занял Равномерный,косы навэвяния,овальные прикус тоныч бугорки, Резз крупная ветровая рябь

Косы ко зевания, овальные прзкустовыэ бугорки,крупная ветровая рябь

Окончание таблицы 2

_____i_____:......2.....i...................3................

Глубокая 30-50 Овальные прикустовые бугорки,плоские

дины, (щитовидные барханы),Peso косы навзвания

Очень глу- > 50 Плоские дюны, низкие барханы .часто бокая в сочетании с другими эоловыми фор-

мами рельефа

раз определяются направление и скорость ветра на высоте 0,5 и I м о помощью анемометра.

Отложенные на ЦП комки, мелкозем и пыль анализируются на структурный состав (сухой рассов), определяется коэффициент ветроустойчивости почв (Бельгибаев,1965), влажность почвы и другие виды анализов.

Во время очередных проходов трактора с прицепными или навесными орудиями происходит наложение нового техногенного субаэраль-вого мелкозема и пыли на одну и ту же площадь пашни. Таким обра-вом, сушарный перенос и отложение мелкозема от движущегося агрегата может достигать до 2 г и более на I га пашни (в зависимости от типа трактора и орудия, скорости ветра, степени влажности и распыленности почвы).

2.5. Определение податливости почв дефляции / 15, 44, 53,5ft/

Очень важным разделом эоловедения является вопрос о податливости почв (и песков) дефляции. Эти вопросы кашли отражение в работах М.И.Долгилевича, Е.И.Ииягого, Г.П.Глазунова, H.H. Захаровой, П.С.Трегубова, Г.И.Васильева и А.М.Поспергелиса и других. В IS65 году автором быя предложен простой и доступный для почвоведов и агрономов метод определения податливости (ветроустойчивости) почв по соотношению фракций почвы • Эг0 соотношение было названо коэффициентом ветроустойчивости почв ' (Бельгибаев,1965, 1990). Определение его при сухом рассеве почв на ситах основано на том положении, впоследствии подтвержденном многими исследователями в разных регионах, что структурный состав почв является одним из главных факторов, определяющих их ветроустойчивость или податливость дефляции. Определение и значение коэффициента ветроустойчивости было представлено в следующем виде:

К = 4- , (4)

где К - коэффициент ветроустойчивости почв; а - процентное содержание частиц (структурных элементов) больше I мм; в -процентное содержание частиц (мелкозема) меньше I мм.

Учитывая различное соотношение фракций подвергающихся выдуванию (дефляции), правильней в знаменателе формулы представить не интегральное содержание частиц, а процентное содержа-, ние фракций по пределам (0,1-0,25 мм; 0,25-0,5 мы; 0,5-1 км):

К~(0,1-0,25)+(0,25-0,5)+(0,5-1) . (5)

В этом случае коэффициент ветроустойчивости будет характеризовать не только степень подверженности я подо тли во с та почв к дефляция, но я вероятность свдувагая и переноса указанных фракций при определенных постовых скоростях негра.

Значение коэффициента ветроустойчивости (К) распределяется следующим образом по степени податлавости почв к дефляция:

но податливые >1,0,

слабо податливые 0,6-1,0, средне податливые 0,3-0,6, сильно податливые <0-0,3. г. Эти величины коэффициента ветроустойчивости характеризуют зональные почвы степного типа почвообразования в отношении их податливости дефляции. Связность агрегатов крупное I мм в основном зависит от меха нл чес кого состава почв.

Проведенные анализы структурного состава (сухого рассева) ветрового наноса черноземов гкных нормальных я темно-каштановых супесчаных почв показали, что распределение их по размерам в некоторых случаях приводит к одновершинным симметричным кривым, которые достаточно хорошо аппроксимируются лога-риф.ическп - нормальным распределением (законом), т.е. логарифмы размеров частиц подчиняются приближенно нормального распределению с плотностью распределения

.2

I (х! ■

(и-ц0)

т 2б2 • и

* л

(6)

"■до и = ^х ; 6и - среднеквачрагическое отклонение лога-гифмов частиц; и0 - медианное значение £дх ; х - размер

частиц.

При анализе .дисперсности образцов ветрового наноса пользовались набором сит с размером отверстий: 100, 250, 500, 1000, 2000, 3000 и 5000 мкм.

Карбонатные почвы занимают особое место в ряду податливости их к дефляции. Их физико-химические свойства, особенно значительное содержание СаСОд способствуют интенсивному крошению и распылению, что приводит к увеличению дефляционно - опасных фракций (0,1-0,25, 0,25-0,5, 0,5-1 мм).

По данным \iV.S. СИерН (1954), А.Б.Лавровского, Е.И.Шиятого (1972,) и М.И.Долгялевичз (1977) развевавшей, и дофлярованнос ть карбонатных черноземов в значительной маре зависит от количества СаС03, а также от соотношения гумуса и карбонатов.

Существенное снижение механической прочности и податливости' к дефляции начинается с 4-5£ содержания СаС03 в почве.

2.6. Предельно допустимый' уровень дефляции почз (ПДУ) /4,26/

За сравнительно небольшой период земледелия в Северном Казахстане глубина выдувания почв в отдельных районах достигла 6-43 см и более (Бельгибаев,1972).

Эти данные свидетельствуют о большой скорости разрушения почвенного покрова эрозионными и дефляционными процессаш,ко-торая в ряде районов значительно превышает восстановительный почвообразовательный процесс. Это подтверждается наличием почв, лишенных части гумусового горизонта. Потери почвы от эрозии не прекращаются и после осуществления протизоэрозионных мероприятий, хотя величина этих потерь намного меньше. В связи с этим, Целесообразно поставить вопрос о предельно допустимом уровне (ИДУ) дефляции, каковой может быть величина потерь,которая бы не привала к уменьшению мощности почвы и снижению ее плодородия. Определение ЦПУ имеет не только важное значение для теории почвообразовательного процесса, но и находит практическое приложение.

Таким образом, под предельно допустимым уровнем эрозии (идя дефляции) почв мы понимаем допустимые потери в течение одного года, которые могут быть восстановлены в результате культурного почвообразовательного процесса.

При решении вопроса о предельно допустимом уровне (ПИЛ эрозии необходимо учитывать данные о скорости и темпах почво-

образовательного процесса. Библиография по вопросам скорости почвообразовательного процесса приведена в работах (Г.Пенни, 1943'; М.Е.Бельгибаев, М.И.Долгилевич, 1970; А.Н.Геннадиев, 1990 и др.). Зная время, необходимое для образования и развития почвенного профиля, а также среднюю величину прироста почвенного слоя за определенное время (годы), можно определить значение ЩУ эрозии или дефляции почв. Последняя,очевидно,будет равна среднему годовому приросту гумусовых горизонтов,выраженному в долях см или ил, в процессе естественного почвообразования. В общем виде предельно допустимую величину эрозии почв можно определить по формуле:

= , • (7)

где V - предельно допустимая величина эрозии почв,юл/год;

I - число лег, необходимых для образования почвенного (гумусового) слоя толщиной в Н см.

Как видно из приведенного выражения, неизвестной величиной является значение t - время почвообразования (абсолютный возраст почвы). Мощность же почвы легко измерить.

Тйким образом, для решения поставленной задачи необходимо точнее определить скорость почвообразовательного процесса.Для определения возраста почв использовались разные методы, в том числе: I) сравнительно-географический (прямые датированные определения, сравнения и расчеты по определению абсолютного возраста'почв; 2) сравнительно-исторический (использование датированных памятников древней культуры); 3) сравнительно-химический (по относительному накоплению в почвенной толще продуктов почвообразования - карбонатов, фосфатов); 4 радиоуглеродная датировка.

Расчетные скорости почвообразовательного процесса показали,что слой почвы, образоваизийся за I год, в среднем составляет около 0,1-0,3 мм. Скорость выветривания и почвообразования на ранних стадиях гораздо выше и составляет 0,2-7,6 мм/год.

Приведенные материалы о скорости .почвообразовательного процесса позволяют считать предельно допустимую величину эрозии (ПДУ) для обыкновенных черноземов, равную 0,28 мм/год,для черноземов южных и темно-каштановых - 0,1-0,2 мм/год,

ТЬким образом, норма эрозия для черноземных почв составляет 0,1-0,2 мм/год. Позднее аналогичный подход по определению

порогового уровня эрозии, равный скорости почвообразования, был приведен б работах американских ученых ( Е.В.Мехтбег , 1985; ЕЛ. йкйтогеДЭЗб).

Ш. ВЛИЯНИЕ ЭОЛОВЫХ- ПРОЦЕССОВ НА ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ И ЛАНДШАФТЫ / 1,5,7,8,12,16,17,21,29,32,39,44,46,47,54,65,69,71/

С точки зрения проявления дефляции были изучены почвы черноземной и каштановой зон.

Указанные почвы можно разделить, несколько условно, на три группы по их податливости и подверженности дефляции: , - нормальные тяжелого (и среднего) механического состава;

- карбонатные тяжелого механического состава;

- легкие почвы' (пески, песчаные, супесчаные и легкосугли-кисгые).

Морфологические признаки дефлированных почв

/ 5, 7,8,9, 12, 19, 20, 21, 29 /

Дефляции подвержены почвы различного механического состава, ко в первую очередь песчаные, супесчаные и легкосуглинистые. . Среда почв тяжелого механического состава наиболее податливы и подвержены дефляции карбонатные почвы, поскольку они разрушаются до шкроагрегатного состояния (фракции 0,1-0,25; 0,25-0,5 и 0,5-1 мм). В карбонатных и тяжелых нормальных почвах превалируют последние две фракции, иногда незначительную долю занимает фракция 1-2, реже 2- 3 мм.

Морфологические показатели дефлированных почв хорошо вы-раас-иы в почвенном профиле легких почв, особенно па средне- и сильнодефдированных вариантах: укороченноегь горизонта А,иногда полное его отсутствие наряду с удалением верхней части горизонта Вр наличие прослоек ветрового наноса (песка мелкого • и среднего) в пахотном горизонте; гравелисткй и песчаный плащ на поверхности почвы и наличие эолового микророльефа. В тяжелых почвах морфологические показатели почти аналогичные, но слабее Еыражены.

Вьнуванпе почв и отложение ветровою наноса связано с элементами мезорельефа (рис.2). Интенсивное выдувание отмечается на ветроударных склонах, особенно в его верхней части, ветровой нанос откладывается на подветренном склоие, в погашениях рельефа, т.о. в зоне ветровой тзря.

с

св

т-1-1-1-:-1-1-1-1-¡-1-1-г

О 40 80 № 460 200 240 280 320 360 400 440 480 520 560 М

ЁШЕШНШВ Í 2 3 4 5 6 7

Рис.2 Профиль нивелировки ключевого участка на сильно дефлирован-ноГ- темнокаитановой песчаной почве (совхоз "АманкарагайскиЯ" КустанаГ:ской области)

I - эоловые отложения ; 2 - гумусовый горизонт А; 3 - гумусовый горизонт В; 4 - горизонт ВС; 5 - горизонт С; 6 - почвенное разрезы; 7 - первоначальная поверхность до де^ллпт.

• Химические и физико-химические свойства дефлированных почв / I, 5, 20, 23, 25, 37 /

Пыльные бури и дефляция оказывают влияние в первую очередь на снижение содержания гумуса как на легких, так и на тяжелых почвах. Это обций и,главный показатель деятельности эоловых процессов в степной зоне - дефицит органического вещества и потер.я плодородия почв.

Потери гумуса за последние 40-50 лет составили в данном регионе от 10-25^ до 30-35£, в том числе наиболее ценных подвижных 1УМИН0ВЫХ кислот и гидролизуемого азота на 45-48«.Процессы дегумификации особенно резко проявляются в первые 5-Ю лет после освоения целинных и залетных земель.

Другим важным показателем дефляционных процессов, в первую очередь на легких почвах, является снижение содержав!е физической глины и ила в верхних горизонтах почвы. Опесчанивание (огрубение) почв ведет к снижению емкости поглощения и плодородия почв.

Податливость почв дефляции определяется по данным структурного (агрегатного) состава почв или сухого рассева на ситах. Ш данным этого анализа можно определить значение коэффициента ветроустойчивости почв по Бельгибаеву (1965).

Физико-химические изменения свойств почв под влиянием эоловых процессов приведены ниже. В габл.З приведены данные по снижению содержания гумуса и физической глины в черноземах обыкновенных нормальных под влиянием дефляционных процессов. Данные таблицы 3 показывают, что в горизонте 0-20 см снижение содеГ'"лния гумуса составляет около 7Наибольшие потери гумуса отмечаются в самом верхнем (0-5 см) слое - 26?. Потеря физической глины незначительна, около .Черноземы обыкновенные нормальные подвержены слабой степени дефляции.

В табл.4 приведены данные по черноземам южным карбонатным легкоглинисгым (содержание гумуса, водорастворимых солей и механического состава недефлированных и дефлированных вариантов). Слабодефдировэнные почвы содержат на 20^ меньие гумуса по сравнению с недефлированными, С02 карбонатов на Ь% больше, водорастворимых солей на 2Й меньше, физической глины я ила соответственно на I и меньше. Ветровой нанос мелкозема содержит больше карбонатов {С!^) на 76$, но меннпе гумуса (на 12,5%), водорастворимых солей (на 40«), физической глины (на. 7«) и ила (на 9«) по сравнению с кедефдированной почвой.

Таблица 3. Потери гумуса и физической глины в черноземах обыкновенных нормальных под влиянием дефляции почв (по смешаннш образцам)

Глуби-; __Нядефлированще_________:____Слабодейлийовадныв_____

на,см :M±ltlf<g " "ГргГк'этаГп":~М+~т"Л~ :"?"л~к'зга-______•____:__________• __5лону___:____~_______i____152BI___

Потеря iryi.!yca

0-5 8 8,48+0,24 2,8 100,0 10 6,25+0,60 9,6 73,7 0-Ю 8 8,01+0,30 3,8 100,0 Ю 6,29±0,45 7,1 78,5 0-20 8 7,10+0,18 2,5 100,0 Ю 6,62±0,44 6,6 93,2

Шгерй физической глины

0-5 8 51,8+0,37 1,7 100,0 Ю 50,2+0,63 1,2 96,9

0-10 8 51,4+0,73 1,4 100,0 Ю 50,3+0,68 1,3 97,9

0-20 8 51,7+1,01 2,0 100,0 Ю 50,7+0,91 1,8 . 98,1

В таблице 5 приведены данные по черноземам южный карбонатным легко суглинистым. Здесь также наибольшее потеря гутсуса п ■ физической глины приурочены к поверхностному слою (0-5 см). В пахотном горизонте (0-20 см) потеря гумуса в слабодефлиро-ванных среднеразвеваемых почвах составляет 25?. Потеря физической глины в слое 0-20 см небольшая - около 3?. Карбонатные тяжелые почвы подвержены слабой и локально средней степени дефляции.

Ниже приводятся данные структурного и механического состава, в также химического состава темно-каштановых супесчаных почв (габл.6, 7, 8). Из донных структурного состава (табл.6) видно, что в верхних горизонтах преобладает сумма дефляционно-опасных фракций: 0,5-1,0; 0,25-0,5 и особенно < 0,25 мм.Даяе верхние горизонты целинной почвы (P-I2) показывают очень низкое значение коэффициента ветроустойчивости (К) почв (0,32), соответствующее средней податливости почв . дефляции.Значение К в среднедефлирсванной почве (Р-12а) в верхних горизонтах соответствует очень сильной податливости. Механический состав почв (табл.7) показывает значительную потерю физической глины при переходе' от целинной к слабо- и среднедефяярованнпм почвам. Верхний горизонт последних почв (Р-12а) по показателю физической глины граничит с раз но видно с гьп песчаных почв в результате потери физической глины (опесчанивзния). Глубина

Таблица 4i Сравнительный даннчз физико-химических свойств черноземов взнызс

карбонатных легкоглинисгых надефлированных, елабодефларованных к ах Багрового

наноса

: Содержание гумуса, подвер; * /уч а Г .Содержание водо- : растворимых солей ________:______*______________ ( Механический состав

женно-; сти дефяя-: ции : " (0-10 . см) • М+т i п М^т * !п « м+т t Фязическа^.глина,: ил,£

п : М±т ! < i п : М*т ; %

Недеф-лиро-

взнная 18 4,80¿0,10 100,0 20 0,68±0,Ю 100,0 18 0,96±0,03 100,0 20 66,2+0,9 100 20 36,8*0,20 100,0

Слабо-дефтя-рованная 18 3,9±0,08 81,25 18 0,72±0,09 105,8 18 0,096±0,02 97,9 20 65,7±1,1 99,2 20 36,1±0,Ю 98,12

Ветровой нанос мелкозема 22 4,2^0,90 87,5 22 I,20i0,05 176,4 22 0,058±0,03 59,2 22 б!,5±1,4 92,9 22 29,9±0,09 81,25

выдувания почв по методике М.Е.Бельгибаева (1986) по опесча-неиности слоя 0-5 см (сравнение разрезов 12 и 12а) составила 0,4 см, не считая уменьшения мощности вынутого верхнего слоя почвы при пыльных бурях и дефляций за несколько предшествующих лег. По приведенным в таблице 7 трем разрезам хорошо видно увеличение фракции мелкого песка (0,25-0,05 мм) в слабо- и средне-дефлированных почвах по сравнению с эталоном на целине (Р-12).

В процессе выдувания из этих почв теряется в основном пы-леватая и илистая фракции, а количество песчаной фракции значительно возрастает» Это приводит к увеличению отношения фракции песка к суммарному количеству фракции пыли и ила. В эоловых наносах легких почв преобладают песчаные частицы (80-95^).

Из данных табл.8 видно снижение содержания гумуса и азота в слабо- и среднедефяированннх почвах. Для легких дефлиро-ванных почв характерно почти полное отсутствие годвинных форм р2°5' минимальное их количество отмечается и в целинных почвах данного типа.

Темно-каштановые супесчаные почвы подвержены слабой,средней и сильной степени дефляции. Наибольшую площадь они занимают в Кустанайской и Павлодарской областях.

Влияние эоловых процессов на темно-каштановые песчаные почвы показано в таблицах 9 и 10. Сухой рассев на ситах показывает преобладание фракции мелкого песка ( < 0,25 мм) на целине, и сильно дефлированной почве, причем в последней их меньше чем в целинной почве. Выдутый мелкий песок транспортируется ветром и откладывается в понижениях. В сильно дефлированной почве (Р-201а) в 2-3 раза увеличивается фракция среднего песка • (0,25-0,5 мм). Происходит некоторая компенсация. Коэффициент ветроустойчивости показывает самый нижний предел гак на целине,, так и на сильнодефлированной почве - сильно податливые.

В табл.10 приведены сравнительные данные недефлированных и сильнодефлированных песчаных почв.Данные показывают на резкое уменьшение содержания гумуса, азота, подвижных форм фосфора и калия, крупного и среднего песка, а также физической глины в . сильнодефлированной темно-каштановой песчаной почве". Как уже было отмечено выше, дефлированные легкие почвы в результате дефляции лишены подвижных форм Р2О5 и совершенно не обеспечены . этими питательными элементами^ что естественно, резко снижает урожайность культур (наряду с минимальным содержанием гумуса).

Таблица 5. Потери гумуса и физической глины .в черноземах шиах карбонатных под влияние.'.: дефляции (по смешанным я индивидуальным образцам)

Глубина,

|}§3§Ф50Е2ё§ЕШ?5____________________

см ! п ! 'ы+ш ; р к * п ••эталону: ! М+т : Р : % к :эталону ! п : м+ т : р : • • • % к эталону

Потери гумуса

0- •5 12 6,5240,09 1,4 100 19 3,78+0,21 5,5 58,0 24 3,05+0,32 10,4 46,7

0- -10 12 5,4010,17 3,1 100 19 3,9210,19 4,8 71,6 24 3,40±0,28 8,2 62,2

0- •20 12 4,87+0,16 3,3 100 19 4,2810,15 3,5 87,9 24 3,65+0,34 9,3 75,0

Потери физической глины

0- -5 12 64,3+0,81 100 19 68,2+0,90 1,3 98,3 24 60,1+1,14 1,9 93,5

0- •10 12 64,4+0,64 100 19 63,9+0,35 0,5 99,2 24 62,8+0,58 0,9 97,5

0- -20 12 64,5+0,49 100 19 64,310,71 1,1 99,7 24 62,4+0,56 0,9 96,7

со со

Таблица 6. Структурный состав (сухой рассев) темно-каштановых

супесчаных почв,?

Л раз-:Глуби раза :на об :раз-.па,

Гсм

________PaSMg2_42§S900i_5*ä__.

>1о":7-1о"^5-7~Гз-5 :2-3:1-2:

0,5-:0,25 : 1,0 :-0,5::<0,25

12

(Целина)

200 (Пашня, слабо

ная почва)

12а (Пашня, сред-недеф-лиро-

0-5 0,1 1,4 5,6 4,5 5,4 7,2 2,1 14,9 59,4 0,32

5-Ю 1,2 2,4 4,9 7,5 6,0 8,1 3,9 11,0 55,0 0,43

[0-20 5,4 1,4 4,3 4,8 5,2 7,1 3,8 12,6 55,4 0,39

20-30 12,7 9,4 7,6 4,1 4,7 7,4 5,3 9,4 39,4 0,84

0-5 9,3 0,7 2,4 3,2 2,1 5,8 4,4 9,8 62,3 0,30

'5-10 8,3 1,2 2,6 3,4 2,3 6,8 4,7 10,4 60,3 0,32

Ю-20 6,0 2,8 3,0 3,6 2,5 7,0 4,8 10,9 59,4 0,33

20-30 11,5 6,3 7,4 4,7 4,1 7,4 4,5 8,4 45,7 0,70

0-5 0 0 0 0,8 3,5 7,4 4,1 17,8 66,4 0,13

5-10 0 0 ■0,3 2,4 5,0 9,3 5,4 18,2 59,4 0,20

10-20 0 0 ' 0 1,2 4,0 7,8 4,3 17,9 64,8 0,14

20-30 10,2 4,0 4,8 4,2 2,4 6,1 6,1 21,1 41,1 0,46

почва)

К - коэффициент ветроустойчивости

почв по Бельгибаеву (1965)

Ветровой (эоловый) нанос черноземов южных супесчаных и темно-каштановых супесчаных почв содержит гумуса в 2-4 раза меньше по сравнению с исходной почвой или вернее с целинными ■ вариантами. Содержание гумуса в эоловом наносе легкосуглинисгых разновидностей почти в 2 раза меньше,чем в исходной целинной почве.

Продолжительность и интенсивность процессов дефляции в приземном, слое определяли на стационаре (совхоз им.Белинского Кустанайской области) с помощью дефляциографа (прибор - самописец конструкции О.Е.Семенова, КазНИШй). Эгп данные приведены в таблице II. Поземки или местная ветровая эрозия, оказывают также негативную работу по разрушению темно-каштановых супесчаных почв. Средняя интенсивность переноса выдутого материала зависит от скорости ветра и других факторов, относящихся к агро-

К

Таблица 7.Механический сосга-в гемно-дашгановых супесчаных почв

. К разреза

:Глу-; : бяна." . об- : •разца : см :

>3 :'3-1

___;________

:1- :0,25:0,05:0,01-:0,005: :0,25 :0,05:0,01:0,005:0,001:<0»

001

<0,01

12

(Целина)

0-5

5-10

Ю-20

23-33

40-50

60-70

200 0-10 (Пашня, Ifb2a слабо- iU м дефли- 24-34

50-60

поч- 150-160 ва)

12а 0-5 (Пачня,етп сред- s 10 недеф- 10-20 мрованаб.зб

поч- 36-46 ва)

Таблица 8.Химический состав темно-каштановых супесчаных почв

- 7,0 5,8 63,2 5,8 2,9 9,5 5,8 18,1

- 8,0 9,5 60,4 5,1 2,9 4,6 9,5 17,0

- 5,0 6,6 65,3 4,7 2,9 4,3 11,2 18,4

- 9,0 7,0 60,9 4,4 2,4 3,8 12,5 18,7

- - 6,6 62,3 5,1 2,7 5,3 14,6 22,6

3,7 9,2 69,4 4,3 0,7 2,9 10,6 14,2

0,6 4,5 1,7 70,2 8,0 3,0 4,5 8,1 15,6

1,2 2,0 2,4 71,8 6,7 2,5 6,5 8,1 17,1

- - 2,2 71,0 6,1 2,4 6,4 11,9 20,7

- - 4,2 71,7 4,4 1,8 4,9 13,0 19,7

- - Сл"; 96,7 1,6 0,8 0,6 0,3 1,7

3,9 2,3 3,2 78,6 5,5 2,7 4,3 3,4 10,4

2,7 3,0 2,3 73,4 5,1 2,1 6,8 7,3 16,2

2,0 2,4 2,4 75,3 4,2 2,5 7,1 6,1 15,7

2,9 0,5 2,0 77,5 4,5 2,2 7,1 6,2 15,5

5,6 1,4 1.9 74,5 4,7 3,0 5,8 8,7 17,5

К раз-:Глуби:ТУ- Я раза :на об.мус,:вало-:разца'5? :войД : ом : :

:Поглощенные основа-С:л- гния м-экв на 100 г

I______почву„______

: Са :Mg ://а:сумг.ю

Подвижные мг на 100 г __П93ВВ____

К2°

:Р2°5

1целина)с

2,12

1,98

1*75

1,31

1,81

1,47

0,98

1,09 Т Т7

средне- " х,х дефл.) 10-20 1,29

26-36 1,13

*5-10

10-20

23-33

200 О-Ю (Пашня,тп_2п слабо- iU ^ дефли&)24-34 ,12а

""lo

(Пашня,

0,14 8,7 15 0 Нет 15 Сл. 16,3*"

0,11 10,4 10 I " II п 18,8

0,09 11,2 7 .0 " 7 п 7,65

0,06 12,6 - - и 6,05

0,086 12,00 5,61 Нет " 5,61 W 14,44

0,082 10,36 6,92. 0,62 ". 7,54 5,4 15,58

0,062 9,03 8,68. Нет г 8,68 Сл. 7,00

0.063 10,00 - _ - « 7,18

0,077 8,70 - - - П 9,18

0,098 7,11 - - - W 10,60

0,086 7,55 - - и '8,86

Таблица 9.Структурный состав (сухой рассев) гемно-каштановьЕ песчаных почв, %

!? раз~:Глуби;_______________________________

: см : : : : : : -1,0:0,5 : 0,2о:1Г

16 5-10 0,2 0,2 0,6 0,9 1,1 4,0 3,9 3,0 81,1 0,07 (Целина) 5-10 1,3-1,1 1,4 2,4 1,1 4,2 4,1 9,874,6 0,13

Ю-20 1,0 0,9 1,4 2,8 2,7 6,7 2,8 9,4 72,3 0,18

20-30 9,0 2,3 2,4 3,5 4,2 6,0 4,0 10,2 58,4 0,37

201а 0-5 0 0 0 0,1 0,2 2,5 3,4 25,5 68,3 0,02 (Паш- 5_10 о О 0 0,2 0,3 2,6 3,2 27,0 66,7 0,03 >иль- ю-20 О 0 0,1 0,3 0,4 2,4 3,4 28,0 65,4 0,03 ^"20-30 О О 0 0,3 0,2 1,7 3,5 22,0 72,3 0,02 точва)

% - коэффициент ветроустойчивости почв по Бельги бае ну (1965)°.*

техническому состоянию поля и почвы (от 2,5 до 7,9 г/мин):

Суцесгзуег взаимосвязь между водной и ветровой эрозией (де-[яяцяей ) почв. Атмосферные осадки (дожди) подготавливают поверх-юсть почвы среднего и тяжелого механического состава к ускоренней дефляции^ Капля додця разбивают комочки почв (дезинтеграция) ю ¿ракцпи мелкозема (0,25; 0,25-0,5; 0,5-1; 1-2 мм). Последний :кзплпзается в бороздках-углублениях,образованных после прохода :еялки, а также в нижней части покатого склона. После высыхания • !елкозегла (наноса) в бороздках и понижениях они легко подвергайся дефляции (Бельгпбаев,1972). Дефляция почз приводи! к усложняло структуры почвенного покрова территории';

Эксперимент в полевой аэродинамической трубе (ПАУ-2) / I, 6 , 28, 58 / .

Дефляруешсть почв определяли з экспериментальных усювиях в олегой аэродинамической установке (ПАУ-2) конструкции А^ТГ» Бочарова. Болнпая часть выдутого в груба мелкозема темно-кашга-:оэых легко суглинистых почв перекосится в нижнем слое (0-30 м) • См. рис.За. По маре увеличения скорости воздушного потока озрастает и перенос, соответственно при 8 м/сек - 1,5-г;' при 12 [/сек - 4,7; при 16 м/сек - 8* г. При удвоении скорости воздушно -о потока перенос увеличивается в 5-6 раз. На рис. 36 показаны

Таблица Ю. Сравнительные данные физико-химических свойств темно-каштановых недефлированных и сильнодефли-рованных песчаных почв

ГумусаД

Степень '.Глубина,:

дефлиро- . см -----------

ванносги ' : п : М+т

:Азот валовой, % : п : М±ш : %

Целина

0-5 5-10

Сильнодеф- п с • лированная и

5-10

9 1,8010,12 100,0 9 О,Ю+0,03 100,0

9 1,25+0,21 100,0 9 0,08+0,01 100,0

8 0,40+0,09 22,2 8 0,03+0,01 36,0

8 0.50+0,14 40,0 7 0,04+0,02 50,6

Продолжение таблицы

Степень ; Г^бйНа» дофлиро- : си ванносги .

Подвижные форлы4 мг/ОД г почвы

..................=......Чь.........

Р2°5

: М+щ

М+

т

Целина

Сильнодеф-лированная

0-5 0 4,00+1,20 100,0

5-10 9 3,20+0,80 100,0

0-5 8 Следы

5-10 8 Следы

9 18,80±2,30 100,0 9 15,15±1,20 100,0

8 8

7,0010,40 7,00+0,60

37,2 46,2

Продолжение таблицы

Степень дефлиро- вакюстк Глубина см Механический ооставД

крупный и средний : физическая глина Лесок (0,25-1,0 мм) :' (0 01 мл)

п : М+т : % : п • • М+т ; %

Целина

0-5 5-10

Сраднедеф-0-5 дпрован- с тг\ ная а 1и

9 10,90+1,10 Ю0,0 9

9 11,15+0,90 100,0 9

8 1,60+0,10 14,6 8

7 3,2010,20 28,7 8

9.5010,90 100,0 9,05+1,10 100,0

6,90+1,30 72,6 8,0010,70 88,4

Таблица II. количественные показатели пильных поземков по данным дефляциографа

Характеристика пыльных поземков :18/П-1966г.:19/УТ-19бб г.

Обцоя продолжительность поземки,млн 58 220

Общий вес уловленного мелкозема,г 147 1745

Средняя интенсивность переноса,г/мин 2,5 7,9

результаты продуши темно-каштановой легко суглинистой почвы под стерневым фоном. Перенос в этом опыте несколько меньше,чем на предыдущем (рис.За). Эффект стерневого фона в большей степени проявляется при более низких скоростях воздушного потока (8 м/сек). Кроме того наличие стерневою фона создает тормозящий • эффект воздушного го тока и нижние концы кривых переноса почвенных частиц направлены в противоположную сторону. Перенос частиц темно-каштановой супесчаной почвы при продувка в ПАУ-2 представлен на рис.Зв. Опыт проводился на паровом поле.Данные показывают значительно больший перенос мелкозема темно-каштановой супесчаной почвы.При увеличении скорости воздушного потока в 2 раза (от 8 до 16 м/сек)-перенос мелкозема возрастает более чем в 5 раз.

Па рас.Зг представлены данные по относительной дефлируемос-ги легких разновидностей темно-каштановых почв. Наиболее интенсивно подвергаются дефляции в ПАУ-2 песчаные разновидности (при 12 м/сек в 12 раз, при 16 м/сек в 14 раз больше по сравнению с легкосуглинистым! разновидностями). Перенос почвы в аэродинама- ' ческой трубе (рис.За, рис.Зв) приближенно соответствует уравнению гиперболы, особенно при низких скоростях воздушного потока (6 м/сек) и имеет вид

т ' (8)

3= "Г-

Изучали процесс формирования ветровой ряби в аэродинамической трубе (ПАУ-2). На ровную плотную площадку под ПАУ-2 насыпали ветровой нанос мелкозема темно-каштановой супесчаной почва слоем 4 см. При скорости воздушного потока 6 м/сек на высоте 15 см закладываются основы ветровой ряби. Ясно выраженная ветровая рябь возникает при скоростях воздушного потока от 7 до 9 м/сек. По мере нарастания скорости воздушного потока увеличиваются длина и высота волн ряби. На продуваемой рабочей площадке

б)

зе

с-1

•0) 2 3 4 6 6 7 6

Величина перенос« почвенных чистки, г

0 12 3 4

Велшня перенося поденных чшгад.г

Веш:ш перекосе почедаш адсвд.г Еаличиня игреком почвенных чйсгпйц, г

Рис.3 Перенос мелкозема в аэродхиамической трубе:

а) ■ темно-каштановая легкосуглинистая почва; б) темно-каптановая легкосуглинистая почва под стерноягм ¡'-оном; в) темно-каштановая супесчаная почва; г) относительна? дефлируемость легких разновидностей темно-кагтановкх по чз.

(3 м) под ПАУ-2 выделяются 3 микрозонн: нейтральная,микрозона выдувания и микроэона аккумуляции эолового материала» Микрозона выдувания имеет наибольшую протяженность - 135 см.

При скорости воздушного потока свыше 10 м/сек ветровая рябь разрушается. Количество переносимого эолового материала в трубе оказалось пропорционально величине ( и-11к ) в третьей степени

(5 «0,053(и-ик?*0,054 (9)

где 0 - расход твердого материала, г/мин;

11 - скорость воздушного потока, м/сек; 11к - критическая скорость воздушного потока, при которой начинается перенос частиц (4 м/сек). Полученные зависимости скорости перемещения ряби V (мл/мин) от средней скорости ветра и (м/сек) достаточно тесные и носят в исследованном интервале скоростей потока линейный характер (рис.4).

Уравнение связи имеет следующий вид:

V " 14,211-53,3 (Ю)

Коэффициент корреляции равен 0,85+0,05. Подтверди полученный ранее Е.М.Минским (1935) вывод об ограниченном интервале скоростей ветра, при которых формируется и существует эоловая (ветровая) рябь.

ис.4. Зависимость скорости перемещения гребня ветровой ряби ( V ) от средней скорости ветра ( и ) на высоте .15 см

Эоловые формы рельефа / 6, 7, 12, 33, 37, 39, 41, 42, 44, 50, 55, 58 / Эоловые процессы в степной зоне кроме выдувания и деструкции почвенного покрова способствуют образованию различных аккумулятивных форм рельефа: ветровая рябь, косы навевания или холмики-косы, овальные бугорки, бугорки-останцы, щитовидные барханы и барханы. Сода же можно отнести отложения ветрового наноса в лесополосах и в кюветах автодорог. Бугорки-останцы можно отнести к дефляционно-денудационным формам рельефа.

Бугорки-останцы были описаны впервые автором (Бельгибаев, 1975; Д.А.Тимофеев, 1980).Эволюция микрорельефа может быть представлена в виде следующей общей схемы: нанорельеф микрорельеф — мезорельеф.

Указанные форлы эолового рельефа, в основном микрорельефа, играют определенную диагностическую роль при определении степени дефлированности почв. Генезис и классификация эоловых форм микрорельефа показана в габл.12 (Бельгибаев, Федорович, 1972).

Таблица 12. Классификация почвенно-эоловнх накоплений

в Северном Казахстане

Ветры одного или Слизких направлений: Ветры различных нзпраало-

________,____„___________________„__™В.„»_____________

Формы,лишенные расти- : Форш, обусловленные растительным тельности_________,.___•„„____._______________

Ветровая рябь Косы навевания Овальные бугорки

Цй'х'овядныэ скопления Бугорки-останцы

Барханы

Омоченные шзе щкрозоны (нейтральная, выдувания и аккумуляции) в ПАУ-2 были отмечены в естественных условиях (з пустынной п степной зонах) А»И.Знаменским (1958), Т.Ф.Якубовым (1962)'. Аналогичная серия зон выделялась нами в процессе поч-венно-дефляцаонного картографирования территории Северного Казахстана. Подобные микроступенчатые поверхности (выдувания г; аккумуляции) мжно назвать дефляционным геоморфологическим профилем рашишюй территории семларядноК зоны. Для бархана с его подопвой и новзгронпым склоном навивания данная повврх;юсгь (линия изгиба) ЦрибЛЕЯЙЭУСЛ к лопзстической КрЛЬЭЙ.

Изменение показателей классификация я номенклатуры почв под влиянием эоловых процессов / 5,8,20,42,46/

Кроме снижения плодородия почв под влиянием дефляции происходят изменения в показателях классификации и номенклатуры ■ почв. Во-первых, изменения происходят в названии и содержании разновидностей почв легкого механического состава, реже среднего и тяжелого механического состава в сторону их опесчанивания и огрубения в верхнем пахотном горизонте в результате снижения содержания ила и физической глины. Легкосуглинистые разновидности могут переходить в супесчаные, супеси - в разряд песчаных почв. Пески и песчаные почвы в результате дефляции обогащаются крупным песком (0,5-1 мм) и гравием (1-3 мм).

Во-вторых, под влиянием дефляции значительно изменяются морфологические показатели (мощность гор.А и А+В),а также снижение содержания гумуса. Речь идет об изменении видовых показателей почв и переходе их в наиболее низкие ранги внутри видов.Так среднегумусные почвы могут перейти в ранг слабогумусированных, среднемощные почвы - в очень маломощные.

Происходят некоторые изменения почв и на родовом уровне.В черноземах южных карбонатных и темно-каштановых карбонатных почвах в результате проявления дефляции повышается процентное со- . держание карбонатов (СХ^) максимально в 1,5-1,0 раза, особенно в их ветровом наносе (табл.4). Степень карбонатности почв сдвигается на 1-2 показателя (ранга). Автор поддерживает взглады И.А.Крупеникова (1983) о генетической самостоятельности карбонатных черноземов на уровне типа или подтипа, но не на родовом уровне, как принято в настоящее время (Классификация и диагностика почв СССР...,1977).

Сильно и очень сильно дефлированные темно-каштановые пес-, чаные и супесчаные почвы коренным образом меняют представление о подтипе почв, когда горизонты А и А+В полностью сносятся зет-ром. Вблизи с.ЕЕгаиьевка Т&рановского района Кустанайской области есть участок площадью 90 га, где обнажился гор.С и подстилающая порода, на эолово-бугристой поверхности кдут начачьныэ этапы процесса почвообразования. Темно-каштановая песчаная почва в результате эоловой деструкции исчезла полностью'. Еакям образом, происходят необратимые^изменения почв и геосистем локального порядка.

Если золовке и эрозионные процессы протекают под влиянием

антропогенных факторов в 100 я более раз быстрее, чем естественные, а также по сравнению со скоростью почвообразовательного процесса, такие 'явления и процессы мы назвали антропогенными катастрофами почвенного покрова (Бельгибаев, 1991). К ним относятся овраги глубиной более 3 м, сильно и очень сильно дефли-ровакные почвы (их нарушенный профиль с обнаженной, лочвообразую-щей породой).

Все отмеченные выше изменения показателей и параметров классификации и номенклатуры почв необходимо учесть при составлении систематического списка и уточнения классификаций и агропропз-водсгвенной группировки почв республики.

Процессы денудации и стабильность педосферы

/I, 3, 8 , 20 , 26 , 28 , 32 , 34,-38 , 39 , 46, 61,63,70/

Важность гумосферы и в целом педосферы для стабильного функционирования ландшафтов (агролащшзфтов) и экосис1вм была отмечена многими исследователями (В.А^Коцца, Г.В.Добровольский, Ю.Глазовская, Б.Г.Розанов и другими); Экзогенные рельофообра-зуюцие процессы имеют место во всех природно-климатических зонах. В естественных природных условиях эти процессы протекают о незначительной активностью, их называют нормальной геологической денудацией (Д)о Мы попытались вывести эмпирическую формулу показателя стабильности педосферы (П) в зависимости от соотношения скорости обцой суммарной денудации (Д) территории к скорости почвообразовательного процесса ( Уп ). Скорости указанных процессов (денудации и скорости почвообразовательно-' го процесса) выражаются в одинаковых величинах - ил/год. Таким образом, показатель стабильности педосферы (П) определяется следущим выражением (Бельгибаев, 1986):

п= 4 <п)

■Дёнудация (Д) объединяет в себе все экзогенные рельефооб-разупцие процессы - эрозию, дефляцию, техногенную агролавдгсоф-гную эровию и дефляцию, пастбищную дигрессию и другие,вызванные как природными, так и антропогенными факторами. Скорость почвообразовательного процесса определяется по данным радиоуглеродного и других методов (Бельгибаев, Долгилевпч,1970).

Говоря о показателе стабильности педосферы, мы имеем в вгщу прежде всего сохранение целостности и мощности морфологи-

ческой структуры почвенного профиля (покрова), плодородия почв агроландцафта или экосистемы. Исходя из судности вышеприведенной формулы в принципе необходима стремиться к снижению, темпов денудации и к возрастанию (увеличению) скорости почвообразовательного процесса. В различных агроландшафгах и экосистемах может быть три состояния показателя стабильности педосферы (П):

1. П >• I нестабильный, деградирующий

2. П = I стабильный, уравновешенный

3. П < I динамичный, развивающийся

Необходимо стремиться ко второму й третьему состоянию показателя педосферы (П). К сожалению, пока во многих, случаях отмечается первый показатель (первое состояние), когда денудация преобладает над скоростью почвообразовательного процесса. Это присуще, в основном, антропогенным почвам, находящимся длительное время в обработке (дефлированные и эродированные почвы).

Эволюция ландшафтов и почв под влиянием эоловых процессов / 1,5,10,16,20 , 29, 32 , 35 , 39 , 42 , 46, 48,55 , 65, 69/

Накопление субаэрального материала на земной поверхности с интенсивностью и мощностью 2-3 мм/год может привести к нарушению естественного динамического равновесия в системе "субаэраль-ный литогенез - почвообразование" (Герасимов, Давитая,' 1973К В связи с этим нельзя сбрасывать со счетов роль эолового фактора в почвообразовательном процессе (рис.5).

Если на легких степных почвах проявляются интенсивно дефляционные процессы, происходит "эффект опустынивания" местности-в результате опесчанивания, огрубения верхнего слоя почвы и осветления ее поверхности из-за селективного выдувания и накопления зерен кварца. Наличие эоловых форм рельефа, "эффекта опустынивания" переводят ландшафт как бы в пустынную или полупустынную зону и он теряет свой первоначальный облик и прир'од-но-хозяйственное значение.

Интенсивное проявление дефляции почв приводит к заметной перестройке структуры ландшафта (фации или урочища) в целому Изменяется и нарушается (частично) лптогенная основа я почвенный покров, изменяется рельеф (в основном нанорельеф и микроре-тъеф, реже мезорельеф). Происходит полная или частичная замена отрешенного растительного пОкроза (первичные сукцессия и син-Зодокгй перенос солеР засоляет почвенный покров Ш.Е'.

см 200 т

50 •

1000

2000

3000

4000

5000

/ (лет)

6000

Рис. 5 ¿¿шямика

■естяенного почвообразовательного процесса и антропогенно? ускоренной дэградагии по'шенного покрова под влиянием эрозии и дефляпки по .

1 - динамика (кривая) почвообразовательного прогесса во времени; а, ? - ускоренная деградация и разрушение почвенного покрова.

Бельгибаев, 1982; М.А.Орлова4 1962). Опосредованно эоловые процессы влияют и на климат региона (К".Я.Контра гьев, Ал.А. Григорьев, З.'5.2валев, 1935). Происходит многокомпонентше изменение ландшафта под влиянием эоловых процессов. Последние усложняют структуру почвенного покрова.

3 связи с усилением и прогрессивным возрастанием антропогенной деятельности человека будет возрастать насыщенность и интенсивность зато во го литодинамического потока в тропосфера и биосфере в целом. Последствия подобного усиливающегося насыщения атмосферы пылью могут привести к негативным последствиям в биосфере (влияние на климат, биоту и другие непредсказуемые явления и процессы).

У. ГОЧВШГО-ДШЯШОННОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ОХРАНА ПОЧВЕННОГО ШКРОВА

/ 1,2,10,13,14,16,18,22,23,24,36,51,57,62,64/

Автором составлена почвенно-дефшяционная карта Северного Казахстана в масштабе 1:1000000. На карге показаны податливость к дефляции и фактическая дефлированность почв (табл.14)^

Общая площадь дефлированных почв составляет 19117,9 га, из них слат5о дефлированные - 14067,0 га (73,5?), среднедефли-рованные - 4445,3 га (23,25?) и сильнодефлированные - 605,6 гно*. га (3,16?). Эти данные относятся к 1980-ым годам.

Площади дефлированных и податливых почв го почвенным зонам и подзонам региона представлены в табл.15. В зоне каштановых почв больше площадей податливых и подверженных дефляции почти • на 5 млн.га. В полупустынной зоне площадь дефлированных почв меньше, т.к.они используются в основном под пастбища.

На основании почвенно-дефляционной карты составлена карта почвенно-дефляционного районирования в том же масштабе 1:1000000.

Почвепно-дефляционное районирование проводится для целей дифференцированного применения противодефляционных мероприятий в различных почвенно-климатических провинциях и районах'; В условиях Северного Казахстана, где часто повторяются лыльные бури и дефляция, рациональные комплексы прогивэдефляционных почвоохранных мероприятий должны являться неотъемлемой частью научно-обоснованных местных систем зедения сельского хозяйства.Практическое применение результаты подобного районирования находят в ге-неральнж схемах прогиводефляционных мероприятий на территории

ойласги и республики.

Цри почвенно-дефляционном районировании мы учитывали работы С.С.Ооболева (1948), А.С.Ковменко (1954), Д.Л.Армавда (1961), С.И.Сильвестрова (1965), А.Г.Исаченко (1965, 1976).К.С.Кальянова (1972) и ДР. Использована также работа "Природное районирование Северного Казахстана" (1960) под редакцией Б.А.Федоровича.

Цри почвенно-дефляционном районировании Северного Казахстана придерживались выделения следующих ступеней: страны, зоны,провинции, районы, Страны: Уральская, Западно-Сибирская, Тургайская, Центрально-Казахстанская. Большая часть территории региона приходится на две последние страны."

На карге почвенно-дефляционного районирования выделено 19 провинций и 50 районов с указанием основных типов, подтипов и родов почв, степени податливости и дефчированносги почв.Показаны основные почвозащитные и прогиводефляционные мероприятия,разработанные для данного региона (Почвозащитная система зешеделпя, 1985).

Таблица 14. Площади дефлированных почв Северного Казахстана,

Почвы

Черноземы

Темно-каштановые

Каштановые Светло-каштановые Бурые Пески

Солонцы степные

Всего ИТОГО

..-^ПЭЙ-^&Ж^ЗИУЗОЮ______

_ слабо____^______сильно_

5512,2 39,3

5103,7 36,2

1961,6 13,9

95 0,7

' 403,7 2,9

990,0 7,0

14067,0

362 ,1 8,2

16*77,9 38,0

1477,В 33,2

834,6 18,7

82,9 1,9

117,6 19,5

84,1 13,8

107,3 17,8

296,6 48,9

4445,3 605,6 19117,9

Таблица 15. Площади дефлированных и податливых почв Северного Казахстана

Лндек-почв Название почвы Пода тли -1 Дефлиро-вость .ваннос-почв 'ть почв Площади:Податли п.очв, .вые,не тыс.га "дефлиро . ванные

I 2 .....3„_ :_„ 4 „ 5 : 6

Кз «з 1{з

и?

«2 «2

ч ч

Черноземы выщелоченные Умеренно

Чорноземы обыкновенные Умеренно

Черноземы обыкновенные Слабо

Черноземы обыкно- Слабо и венные карбонатные средне

Черноземы южные Умеренно

Черноземы южные Слабо

Черноземы южные Средне

Черноземы южные кар-Р__л. „

бонатныз С*"*,"

Всего

Темно-каштановые Умеренпо

Темно-кашганоше Слабо

Темно-каш га новые Слабо

Темно-каштановые Слабо и

карбонатные средне

Темно -каш та но вые

супесчаные Средне

Томно-каптановне Сильно песчаные

Всего

Каштановые Каштановые

Каштановые карбонатные

Кап та по вые супес-

ча ныч

Ктлтановые песчаные

Всего

Умеренно Слабо

Слабо и средне

Средне

Сильно

163,4

2022.3 82,2

Слабо 1018,2

625,2 2893,1 Слабо 400,9 Средне 362,1

Слабо 4093,1

8767.4 701,1 399,8

Слабо 973,9

Слабо 4129,8

Средне 1607,9 1100,9 Сильно 117,6

- 8010,1 290,6-Слабо 673,5

Средне 1288,1 209,6

Средне 1477,8 . Сильно 84,1 3314,1

в

Ч

ч

I

к

Окончание таблицы 15

I : 2 : 3 : 4 : 5 : 6

К1 Све тлокаш тано вые Шабо Слабо 95,8

К1 Све глокашга новые супесчаные Средне Средне 834,6

% Све тлокашта новые песчаные Сильно Сильно 107,3

Всего - 1037,7

% Бурые Слабо Слабо 403,7

БУ Бурые супесчаные Средне Средне 82,9

Всего ' 486,6

сн Солонцы Слабо Слабо 990,0

П Пески Итого Сильно Сильно 296,6 234918

Составлена группировка прогиводефляционных мероприятий в зависимости от податливости и дефлярованности почв (табл.16), Поскольку слабодефлировашше почвы занимают 73,58* в регионе, основные почвозащитные мероприятия включают в себя безотвальную плоскорезную обработку' и локально полосное размещение культур с шириной полос 50, 75 и 100 ы. Более сложные протигодеф-ляционные мероприятия рекомендуются для средне- и сильнодефли-рованных почв. Последние занимают сравнительно небольшую площадь (3,Ю).

5.1. Мониторинг п охрана почв / I, 40, 60 /

При мониторинге почвенного покрова очень важно знать фановое (неизмененное) состояние этого компонента геосистемы ("нуль отсчета"). С фоновым состоянием непосредственно связан и .выбор объекта мониторинга почв (базошо и региональные станция). Речь идет о том, чтобы рядом с контрольными пунктами - районами интенсивного развития сельскохозяйственного производства и б зоне крупных промышленных предприятий находились бы (выявлялись) фоновые территории с целинная почвами (эталонам:) пли сравнительно лило измененные их аналоги. Учитывая это обстоятельство, ми предложили следую:;ую схему выбора участков для 'проведения мониторинга почвенного покровя; I. Биосферные заповедники, заповедники'. П. Почве нно-ботаагчеекке, зоологические (природные) вакаашки, Целинные степи (участии). Е. Зэг.ошим НИЛ сольскохозяйсвванного профиля, фязяко-гоохъофдчвскис ста-

>t- iwAai,.ii)Jun) я Д»(^1И1Л»заННООГа почв

Почвенные подзоны и по чге; ' Степень податливости 'Степень дефлиро-; ванности Протизодефляционные мероприятия

ЛсЧ^Ч^.Ч/, Ч'.Чл. Неподатливые (гидро-морфные,полутидроморф-ные и щебнистые) Недефлированныз Зональная агротехника,сочетание безотвальной и отвальной обработки, однолетние культуры, пар и пропашные культуры. Щебнистые почвы не обрабатывается

ч2,ч2к,чГ. Умеренно податливые (автошрфные,глинис- ■ тые,тяжело и срадне-суглянистые) Слабо дефлированные Безотвальная обработка, однолетние культуры, пар и пропашные культуры (ширина полос 100 м)

Ч^Кз- Слабо податливые (легкосутлин и с т не)

4,k.K3*.KÏ. Слабо податливые (карбонатные ,гяжелосугли-нистые)

s

Ч,к,Кз,К2к. Средне податли вые (карбонатные, тяжелосуглинистые)*

Ч[,К35К2. Средне податливые (супесчаные)

Средне дегЬлиро-ванные

Безотвальная обработка,однолетние культуры, пар или (и) пропашные культуры (ширина 75 м на карбонатных почвах), на супесчаных почвах полосное размещение культур и трав через 50 м, временное за-лужение на ветроударных склонах_

ЧьКзДг.Кг. Сильно податливые (песчаные, пески)

Сильно дотированные

Залужение многолетними травами (ширина полос 20-30 м), Подбор пород и посадка 2-х-З-х рядных ажурно-продуваемых лесополос

~л Средне и сильнокарбонатные

ционары, областные сельскохозяйственные опытные станции, госоортоучастки. 1У„ Контрольные пункты в районах интенсивного развития сельскохозяйственного производства и в зоне промышленных предприятий.

Однако трудность заключается в том,что не во всех природных зонах и подзонах, имеются заповедники. Таким образом для многих природных зон остается укороченная схема сравнения эталонов и участков для мониторинга почв: П-Ш-1У.

С точки зрения эоловых процессов в контролируемые показатели и методы их определения (Г.В.Добровольский, Д.С.Орлов,Л.А. Гришина, 1933)- необходимо включить дополнительно следувдие показатели: I) количество и химический состав выпадающих атмосферных осадков (жидких и твердых). Во втором случае имеются в виду сухие эоловые выпадения на различных уровнях, в том число аэрозоля^ Анализ этих 1агериалов позволит судить о нотавлянйй некоторых биогеохимических процессов, скорости седиментации и процессов субаэрального осадконакопления (природного и техногенного) в различных природных зонах и регионах; 2) роль и влияние эоловых отложений на почвообразовательный процесс и экологическую ситуацию региона. Принципы и схема экомониторингп почвенного покрова показаны в табл. 17.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Положив в основу гипотезу и положения о развитии эоловых процессов в семиаридной зоне, применив комбинацию методов по изучению эоловых процессов (сравнительно-географический, картографический, статистический, инструментальные методы с применением аэродинамической трубы) проведя многолетние исследования (1961 -1992 гг.) на территории Северного Казахстана, диссертант выявил ранее до него неизвестные закономерности и положения развития эоловых процессов^ На основе чего делается следукцэе заключение:

■ I. Разработана методике картирования и классификация деф-лировашшх почв, в основу которой положены определение разве-ваемости г по характеру поверхности почв и их опесчаненности, фактическая дефлированносгь, определяемая по разрушенности гумусового горизонта, потеря зумуса в горизонтах А и А+В, а также различной степени ногребеквостя гочв ветровым наносом.

2. Разработана типология (группировка) эоловых процессов,

(/¿нмл ¿ л и m и п и 1и г

¡1 H 1' A !1 U 4 в il H il и I' и .1 и К f и В Л

характеризующая различные эоловые потоки на поверхности Земли по составу эолового материала, дальности и высоте переноса, седиментации в различных средах (на континенте, в океане) и их влияние на различные геосферы, ландшафты и человека.

3; Разработаны методы определения глубины выдувания почв по эоловым отложениям (наносам).и опесчаненности почв; мргоди определения техногенной субаэральной дефляции почв; определение податливости почв к дефляции по структурному составу почв (коэффициент ветроустойчивости); предельно допустимый уровень дефляции почв (фоновый) по скорости почвообразовательного процесса.

4. Предложен показатель стабильности пядосферы,основанный на соотношения скорости общей суммарной денотации территории к скорости почвообразовательного процесса. В различных агролацд-шафгах может быть три-состояния показателя стабильности педо-сферы: I) нестабильный, деградирующий; 2) стабильный, уравновешенный; 3) динамичный, развивающийся„

5. Пыльные бури и дефляция оказывают влияние в первую очередь на снижение содержания гумуса как на легких, так и на тяжелых почвах. Это один из основных показателей деятельности эоловых процессов в степной зоне - дефицит органического вещества и потеря плодородия почв". Потери гумуса в Северном Казахстане за последние 40 лет составили от 10-25? до 30-35^. Другим важным показателем дефляционных процессов на легких почвпх является снижение содержания физической глины и ила. С этим процессом связано опесчанивание почв и снижения параметров емкости поглощения (на 15-20?).'

61 Под влиянием дефляции происходят изменения в показателях классификации и номенклатуры почв: в названии и содержании разновидностей йочв, особенно легкого механического состава; в изменении вцдовых показателей почв (потеря содержания гумуса л изменение модности гумусовых горизонтов), изменения почв на родовом уровне (увеличение содержания карбонатов в черноземах пжннх карбонатных и гемш-кашгановых карбонатных).

7. В результате проявления дефляции формируются как д«-структЕвныо, так и аккумулятивные формы эологого микрорельефа. Они могут служить диагностическими показателям! степени д^флл-роваяности 0 развовасмости, а также дегравди почв.

8. Интенсивное проявление дефляции почв приводит к ъ-м«?-поё перестройке морфологической структуры ландшафта (фзцпи пли

урочища). Изменяется и нарушается частично или полностью лиго-генная основа и почвенный покров, формируется эоловый нанорель-еф и микрорельеф. Происходит полная или частичная замена естественного растительного покрова (первичные сукцессии и сингенез)

9. Снижение содержания гумуса (дефицит органичеокого вещества) и потеря плодородия почв, потеря физической глины и ила, снижение емкости поглощения, повышение карбонатности почв, наличие эолового микрорельефа в результате влияния эоловых процессов являются признаки деградации и аридизации почв. Последняя через определенное время в свою очередь усиливает эоловые процессы.

Все отмеченные изменения под влиянием эоловых процессов (п.5,6,7,8) в значительной мере влияют на почвенный покров се-ииаридной и ардиной зоны, на динамику и эволюцию ландшафтов, -в делом на экологические условия и состояние биосферы.

На основании личных многолетних исследований, а также обоб-цения литературы автор предлагает новое научное направление в физической географии - эоловедение. Эоловедение (эолология) изучает причины и закономерности эоловых процессов отрыва,транс-• торгировки п аккумуляции мелкозема почв или частиц природного I антропогенного происхождения и состава, их влияние на геосфе-эы, экосистемы, ландшафты и их компоненты, предотвращение и снижение до минимума влияния эоловых процессов на условия жизни ш-;оления и народное хозяйство, методы охраны почв и грунтов'. Эоловые процессы и эоловедениа имеют непосредственное'отношение с проблемам геоглобалисгикя.

На осново почвенно-дефляционного районирования в зависимости от почвенных зон и подзон,а также с учетом степени податли-зосги и дефлированности почв предложены соответствующие почво-•хранше'противодефляционные мероприятия»

ОСШВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Монография:

1. Бельгибаев М.Е., Зонов Г.В1., Паракшяна Э.М. Эколого-■еографические условия дефляции почв Северного и Центрального азахсгана. Алма-Ата: Наука, 1932, с.224.

Научные статьи:

2. Бельгибаоз М.Е. По-хозяйски используем целинные зем-

и. Сельское хозяйство Казахстана.1965, № б,с. 8-9.

3. Бельгибаев М.Е'. К изучении зимней ветровой эрозии почв. Вестник сельскохозяйственной науки. Алма-Ата* I96B, & 3,с.19-24.

4. Бельги баев М.Е;, Долгилевич M.IL 0 предельно допустишй величине эрозии'почв // Труды ВНИАЛМИ, вып.1(61).Волгоград, 1970, с.239-258.

5. Бельгибаев М.Е. О классификации, диагностике и картографировании эродированных легких почв Соверного Казахстана.Почвоведение, 1972, J5 3, с.43-50о

б'. Бельгибаев М.Е., Семенов О'.Е. Некоторые данные по изучению ветровой ряби в аэродинамических трубах. Геоморфология, 1972, J5 3,с.36-43.

7. Бельгибаев М.Е., Федорович Б.А. Процессы аккумуляции дп-флируемых почв. Проблемы освоения пустынь,1972, № 6, с.44-49.

8. Бельгибаев М.Е. К вопросу о классификации и методике картирования дефлированных почв Соверного Казахстана // Вопросы методики почвонно-эрозионного картирования. ШЗР,М.,1972,с.37б-390.

9. Бельгибаев М.Е. Ведомость описания контуров дефлированных почв'.// Вопросы методики почвенно-эрозионного картирования. ГИЗР,М. ,1972, с.391-393.

Ю'. Белыибаев М.Е1. К методике выявления и картирования дефляционно-опасных почв Северного Казахстана // Оценка и картирование эрозионно-опасных земель'. И., Изд-во Моск.ун-та,1973, с.286-289.

11. Бельгибаев М.Е'., Полозов Г.Т.5 Шевченко Г.Б. Разработка и внедрение проекта про ти во эрозионных (пготиводефляционных) мероприятий в совхозе им'. Белинского Кустанэйской области

// Почвоведение в Казахстане. Алма-Ата, 1973, с.154-155.

12. Бельгибаев М.Е. Эоловый аккумулятивный микрорельеф дефлированных почв. Геоморфология, 1975, И I, с.56-61.

13^ Кузьмина Е.Д'., Бельгибаев М.Е., Чирьев в;л. Природные условия и вопросы охраны почв Павлодарской области // Матер'.Ш Всосоюз^совещэния по прикладной географии; Иркутск, 1975,с'.90-93.

14; Бельгибаев MÍE;, Новиков Н.М. Проблемы охраны природы в Казахстане. Вестник АН КазССР, 1976, № 12, с.68-69.

15. Бельгибаев ¡CE. Распределение по размерам частиц ветрового наноса черноземов в темно-каш га новых почв Северного Казахстана // Охрана природа и природопользование в Казахстане. Целиноград, 1976, с.62-65.

16. Бельгибаев М.Е. Экологические основы оптимального использования сухостепных ландшафтов Северного Казахстана //TJ Международный симпозиум по проблематике экологического использования ландшафта "Экологические оснозы оптимального использования ландшафта", Братислава, 1976, с.3-Ю.

17, Бельгибаев U.E. Пыльные бури и вопросы классификации дефлиролпнных почв // Симпозиум комиссии "Человек и среда" ХХИ Меядунар.Географ.конгресса.¡,1.,1976, с.210-215.

19. Полозов Г.Т., Бельгибаев М.Е. Борьба с ветровой эрозией почв в совхозе им.БплинскогфКустанайской области // Ветровая эрозия и плодородие почв.Научные труды ВАСХНИЛ.М.:Колос,1976, с.146-150.

19. Бельгибаев М.Е„ Опыт картирования дефлированных почв // Теоретические и методические вопросы прикладной картографии.' Иркутск, 1977, c.II7-II9.

20. Бельгибаев М.Е. Темно-каштановые легкие почвы Северо-Тургайской равнины // Особенности песчаных почв и их использование (Институт агрохимии и почвоведения АН СССР) .М.,1979, с.113-134".

21„ Бельгибаев М'.Е. Антропогенное влияние на почвы Север- • ного Казахстана // Развитие географии в Казахстане. Матер.I геогр.сьезда Казахской ССР.Алма-Ата; Наука, 1979,с.46-49.

22. Боровский В.М., Бельгибаев М.Е., Асанбаев И.К. Рациональное использование я охрана земельных ресурсов Северного .Казахстана // Рациональное использование и охрана природных ресурсов Северного 'Казахстана.Алма-Ата! Кайнар, 1980, с.3-15.

23. Бельгибаев М.Е. Почвен^о-дефляционноэ районирование Северо-ТургаЯской равнины // Рациональное использование и охрана природных ресурсов Северного Казахстана. Алма-Ата: Кайнар, 1930, с.29-40.

24. Бельгибаев М.Е*. Проблемы охраны природы Северного.и Денгрального Казахстана. Изв*„ АН КазССР, сер.биол.Д981, ü 3.73-76;

25. Бельгибаев М.Е., Хабаров А„В. О минералогическом составе песков и песчаных почв массивов Тосым и Аккум ТУргайской

э власти // Рзциональноо использование я охрана природных ресурсов Неверного и Центрального Казахстана» Алма-Ата: Кайнар, 1981,0". 39-102.

25. Бельгибаев М.Е. Но pria эрозии и скорость почвообразо-чятелт.ного процесса // lucr ARILE conferntei nationale pentru

STIINTA SOLULUI. GENE ZA, CLASIFICARÍA SI CARTOGRAFO 3QLURILGÍL BUCUREST!, ¡9SI, c. 03 - 95.

27>.Бельгибаев MiE.ü Семенов O.E., Тулина Подверженность пыльным бурям северных ъ центральных областей Казахстана // Рациональное использование и охрана природных' ресурсов Северного и Центрального Казахстана о Алма-Ата: Кайнар^ I98Ifc„39-42.

28. Бельгибаев М'.Е. Оценка дефлируемости темно-каштановых легких почв с помощью полевой аэродинамической установки ПАУ-2 // Вопросы географии и охраны природы Северного Казахстана. Алма-Ата? Кайнар, 1982, с'.40-47»

29'.' Бельгибаев MÍE» Вопросы классификаций и картирования дефлпрованных почв // Вопросы географии а охраны природы Северного Казахстана',, Алма-Ата; Кайнар, 1982ь сД1-24;;

30t Бельгибаев Прибор для улавливания пыли к солей в приземном слое воздуха. Изв. АН КазССР,сер.биол'.,1982, йб.с, 69-73.

31. Ананьев Н.И., Бельгибаев MÍE. Сельскохозяйственное производство к охрана округла щей среды // Рекомендации по системе ведения сельского хозяйствам ЦелинограДскаяобласть.Алма-Ата: Кайнар, 1982, с'.313-318.

32. Бельгибаев MÍE". 0 геохимической (эоловой) миграции веществ на осушенном побережье Аральского моря // Биогеохимический круговорот вецесгв.М;? Наука, 1982, с.49-51.

33с Бельгибаев М'.Е,, Некрасова Т.Ф„£ Киевская РД., Можяйцева НЖ Прогноз формирования почвенного покрова обсыхавшего дна Аральского моря'// Природопользование Северного Казахстана i Алма-Ата; Кайнар, 1983, c„63-BS.

34'с Бельгибаев М.Е. Новые методы исследования дефляции почв // Всесоюзная научная конференция "Современные методы ис-'"' следования почв"; Изд-во Моск.ун-та, 1983, с.40.

.35. Бельгибаев M.EÓ Дефляция почв - новый подход к диагностике,; классификации и картирований // Природопользование Северного Казахстана. Алла-Атах Кайнар, 1983, с.16-24.

36= Бельгибаев М.Е., Искаков КМ. Природные условия и эффективность сальскохоаяЕственвого производства Северного Казахстана 7/ Вопросы географии, вш.124.Природные комплексы п сельское хозякстбо.Мо5 Мысль, 1984, е.145-154.

.37, Бельгибаев М'.Е., Зоков Г.В.Мотоды изучения и каргиро-

ванля эолов!ix процессов на пастбищах полупустынной и пустынной зон // Рациональное использование земельных я водных ресурсов. Алма-Ата: Кайнар, 1984, с.43-58.

38» Бельгибаев М.Е. Пшвсолемер - прибор для улавливания пыли и солей в воздушном потоке. Проблемы освоения пустынь, 1984, & I, с.72-74,

39. Бельгибаев М.Е. О влиянии эоловых процессов на формирование антропогенных почв и ландшафтов // Рациональное использование земельных и водных ресурсов.Алма-Ата; Кайнар, 1984, с. 18-29.

40. Бельгибаев М.Е. Мониторинг и охрана почв // Методы изучения дефляции я охрана почв. .Алма-Атаi Кайнар, 1906, с'о11-2П

41. Бельгибаев М'.Е. Интенсивность эолоеых рельефообразув-щпх процессов л Приоралье // Плодородие почв Казахстана*;Вып.2, Алма-Ата: Наука, 1986, с.110-115;

42. Бельгибаев М.Е. Методы определения глубины выдувания почв // Методы изучения дефляции а охрана почв,Алма-Ата: Кайнар, 1936Р с; 43-63.

43. Бельгибаев И.В1. О стабильности педосферы // Населенные • пункты я охрана окружающей среды. Алма-Ата - Целиноград: Наука, 1986, е.103-107о

44; Бельгибаев М.Е. Эоловедение - предает, состояние н проблемы // Вопросы рационального природопользования, Алма-Ата: Кайнар, 1990, с".10-49.

45о Бельгибаев М.Е. Выявление и использование экологического потенциала шчб для составления эколога ческой карты территории // Конструктивные задачи лацдшафгно-экологи ческах исследований. М. ,1990, с.73-75.

46. Бельгибаев М.Е. Признаки аридизации суши семиаридной зоны Казахствна // Вопросы рационального природопользования* Алма-Ата: Кайнар, 1990,с.121-138.

47« Бельгибаев М.Е. О некоторых последствиях освоения целинных: и залежных, земель в Северном Казахстане // Социально-политическая история Приитимья. Целиноград, 1990, с.127-130.

48. Бельгибаев М.Е. Классификация эоловых процессов (потоков) в биосфере // Ландяафтно-экологические основы природопользования л природоустройства. Матер.республ.научпо-практиче-с-кой конфер. по охране природы*. Целиноград, 1991, о.27-33«

49. Бельгибаев М.Е. Некоторые итога работы лаборатории

охраны почв // Ландшафтно-экологичпские основы природопользования и природоусгройсгва. Матер.респуйл.научно-практической конфер. по охране природы. Целиноград, 1991, с.130-134«,

50. Бельгибаев М.Е. Эоловые форг.щ рельефа на осушенной территории Восточного Цриаралья. Проблемы освоения пустынь, 1991, й I, с.28-34'.

51. Бельгибаев М.Е, Некоторые принципы ландшафтно-экологи-чоского обоснования природоусгройсгва и природопользования

// Лавдщафгно-экологи.ческие основы природопользования и природоусгройсгва. Магер.республ.научно-практич.конфер. по охране природы«- Целиноград, 1991, с.5-10.

52. Бельгибаев М.Е. Эоловедение - новое направление физической географии // Ландшафтно-экологические основы природопользования и природоусгройсгва. Матер.республ.научно-пракгич. конфер'.по охране природы. Целиноград, 1991, с.24-27.

Информационные материалы

53. Бельгибаев М.Е. К оценке ветроустойчивости почв по структурному анализу // 1У научная конференция. Целиноградский СХИ. Почвоведение". Тезисы докладов.Целиноград,1965, с.9-11.

54°. Бельгибаев М.Е. Об изменении ландшафтов Северного Казахстана под влиянием дефляции почв // УП совещание по вопросам ландшафговедения (современное состояние теории ландпафто-вадения)". Тезисы докладов „Пермь, 1974, с.141-142.

55'. Бельгибаев М.Е. Современные эоловые процессы в семи-аридной зоне Казахстана // Тезисы докладов Впесоюз:научной конфер. по комплексному изучению и освоению пустынных территорий СССР, Секция I, Географические проблемы изучения и освоения пустынь. Ашхабад: Ылш, 1976, с.62-64.

55; Бельгибаев М.Е. Методика крупномасштабного картирова-нля дефлированных почв Казахстана // Вторая Всясоюз.межвузовская конфер. по проблеме "Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях".Тезисы докладов: Изд-во Моск.ун-та, 1976, с.231-234.

57. Бельгибаев Принципы оптимизации использования и охраны почв Северного Казахстана // Человек и окружающая среда. Тезисы докл'.Всесоюз.конфер.Л., 1977,с.77-78.

53- Бельгибаев М.Е, Формирование эолового микрорельефа в аэродинамической трубе //• IУ республиканская конференция поч-ловедов. Мелиорация, эрозия, рекультивация и физика почв.Тезисы

докладов. ч.П. Алма-Ата: Наука, 1978, с.96-99.

59. Бельгибаев М.Е. Эрозия и скорость почвообразовательного процесса // Теоретические основы противоэрозионных мероприятий» Тезисы докл.Всесоюз.конфер.1 часть, Одесса, 1979, с.52-54.

60'. Бельгибаев М.Е. О мониторинге почвенного покрова // Оптимизация природной среды. Тезисы докл.Всесоюз.симпозиума .М.,1981, с.55-58.

61". Бельгибаев Ю'. Совместное проявление эрозии и дефляции на карбонатных почзах Северного Казахстана // Третья Всесоюз.научная конфер. "Закономерности проявления эрозионных и русловых процессов в различных природных условиях" (Тезисы докладов). Изд-во Моск.ун-та, 1981, с.35-36.

62'. Бельгибаев М.Е. О подготовке почвенных материалов к-составлению проектов землеустройства // Задачи землеустроительных органов в реализации Продовольственной программы СССР.Тезисы докл. Всесоюз .научно-производственной конфер.М.,1934, с"; 42-44:

63. Бельгибаев Ю. О скорости почвообразовательного процесса и возрасте почв Северного Казахстана // Всесоюз.конференция "История развития почв СССР в голоцене""» Тезисы докладов*. Пущино, 1984, с.74-75'„

64. Бельгибаев М.Е» Контурно-мелиоративное размещен* в культур - основа почвозащитной системы земледелия // Географическая наука в осуществлении продовольственной программ СССР, секция П. Тезисы докладов на УШ съезде Географического общества СССР.Л.,1985, с.168-169;

65ó Бельгибаев IÍ.E» Изменение почв я ландшафтов аридной и семларидной зоны // Оптимизация, прогноз и охрана природной среды» Тезисы докл'.Всесоюз.симпозиума.М.',1986, с.273-275".

66*. Бельгибаев М'„Е. Индикация динамики природных процессов осушенной территории Восточного Приаралья. Тезисы докладов Всесоюзного научного совещания "Ландшафтная индикация для рационального использования природных ресурсовп;Изд-во Моск.ун-та, 1986, C.I7I-I73*.

67. Бельгибаев М.Е*. Методика определения техногенной эрозии почз // Мелиорация и химизация земледелия Молдавии; Тезисы' докладов республ.конфер.,часГь I, Кишинев, 1988, с.13-14^

СР.. Бельгибаев М.Е. Эоловедеше - новое направление в изу-

чвнйи к охране почв // Тезисы докладов УШ Всосоюз„съезда почвоведов, кн.5Л1овосибирск5 1989, с.252.

69. Бельгибаев М.Е. Приложение теории катастроф к эрозионным и эоловым процессам, к деградации и сокращению почвенного покрова // Экология и охрана почв засушливых территорий Казахстана. Тезисы доюиРеспубл.научной конфер.Алма-Ата,1991, с.13-14.

70'. Белыйбаов М.Е. Модель ускортигой антропогенной до-градации почв и экосистем // Эроэ по ведение: теория, эксперимент, практика. Тезисы докл.Всесоюз.научной конфер. М.» Изд-во Моск. ун-та, 1991, с.19-20.

71. Алпмбаев А.К., Больгибаов М.Е1, раннейсов Р., Шрзакеев Э.К., Смагулов Т.А. Почвенно-эрозионная карта Казахской ССР // Экология п охрана почв засушливых территорий Казахстана; Тезисы доил.республ.научной конфзр.Алма-Ата, 1991, с.6-7.