CC BY
3
УДК 631.42
Спиридонова И.Н. ассистент
кафедра «Землеустройство и геодезия» Пензенский государственный университет архитектуры и строительства Россия, г. Пенза
ОСОБЕННОСТИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ПЕНЗЕНСКОЙ ОБЛАСТИ
Аннотация. На фоне современного изменения климата, в результате переувлажнения лугово-черноземных почв возникает проблема мониторинга почвенного покрова и необходимости разрабатывать меры по снижению негативных изменений из-за сезонного избытка влаги. Актуальность проведения геоэкологического анализа почвенного покрова области обусловлена увеличением техногенных нагрузок на агроландшафты. Антропогенному влиянию подвергаются экосистемы как урбанизированных геосистем, так и земли сельскохозяйственного назначения. В результате геоэкологические исследования проводят также и для ландшафтного планирования в области.
Ключевые слова: лугово-черноземные почвы, геоэкологический мониторинг, глеевые горизонты, переувлажнение почв, Пензенская область.
Spiridonova I.N.
Assistant of the Department "Land Management and Geodesy " Penza State University of Architecture and Construction
Russia, Penza
PECULIARITIES OF GEO-ECOLOGICAL MONITORING OF THE SOIL COVER OF THE PENZEN REGION
Annotation. Against the backdrop of modern climate change, as a result of wetland meadow-chernozem soils, there is the problem of monitoring the soil cover and the need to develop measures to reduce negative changes due to seasonal excess of moisture. The urgency of the geoecological analysis of the soil cover of the region is due to the increase in man-made loads on the agrolandscape. Anthropogenic influence is exerted on ecosystems of both urbanized geosystems and agricultural lands. As a result, geoecological studies are also carried out for landscape planning in the region.
Key words: meadow chernozem soils, geoecological monitoring, gley horizons, waterlogging of soils, Penza region.
Введение. Уровень экологических изменений в урбанизированных геосистемах реализуется изучением степени загрязнения почв различными видами поллютантов [4]. Наряду с этим, существуют более глубокие «типовые» преобразования почв и структуры почвенного покрова в результате антропогенных воздействий на земли сельскохозяйственного
использования [1,10]. Отмеченные работы успешно реализуются на юге Среднерусской возвышенности. В Среднем Поволжье подобных исследований не проводилось.
Целью исследований является геоэкологический анализ почвенного покрова Пензенской области (на примере Лунинского района) в условиях современного изменения климата. Для реализации названной цели нами затрагивались следующие вопросы: - изучение ландшафтного подхода, как экологической основы в обмене веществом и энергией; - рассмотрение неогидроморфизма, как причины изменения агроландшафта на фоне частичного улучшения экологического разнообразия в почвах и почвенном покрове.
Материал и методы исследований. Методические подходы изучения геоэкологического преобразования почвенных контуров представлены: 1) анализом изменения структуры почвенного покрова во времени; 2) усложнением в системе генетических горизонтов почв; 3) рассмотрения набора новообразований в системе морфологических признаков; 4) параметрами физико-химических и химических показателей в генетических горизонтах.
По агропочвенному зонированию территория Лунинского района имеет достаточное увлажнение при ГТК=1.0-1.1.
Почвенный покров представлен преобладанием черноземов выщелоченных до 80%, затем набором почв с разной степенью гидроморфизма: лугово-черноземные, луговые и лугово-болотные, а также пойменно-аллювиальные [8].
Результаты исследования и их обсуждения. Крупномасштабные обследования почв ОПХ «Центральное», проведенное И.Ф. Дмитриевым [3], не показало каких-либо отклонений в эволюции черноземов выщелоченных. Преобладали фоновые почвы в сочетании с пятнистостью эродированных вариантов (рис.1, I, профиль).
На почвенной карте Пензенской области, изданной 20 лет спустя [8], также было отмечено преимущественное преобладание черноземов выщелоченных с пятнистостью эродированных ЭПА по представлениям В.М. Фридланда [9] (рис.1, II, профиль).
По исследованиям 1993 г. обнаружена пятнистость черноземов выщелоченных и лугово-черноземных почв. По форме это фоновая спорадическая пятнистостая почвенная комбинация, в которой фоном служат черноземы выщелоченные, с ЭПА лугово-черноземных почв, т.е. структура почвенного покрова усложнилась (рис.1, III, профиль, а и в).
Следует предположить, что развитие современного переувлажнения -неогидроморфизма в черноземах - это суммарный эффект от изменений климатического фактора [7] и усиления антропогенного воздействия на агроландшафты.
II
Illa
IIIb
дорсиа Ппид-Лутяю
ч* ч* ч» ч* Ч' ч*
ч*\
\Ч 1
ч» ч* т .14 ч*
лч
1|Т\
Рис.1 Гипсометрический и почвенный профиль междуречья рек
Шукша и Сура: I. Почвенная карта И.Ф. Дмитриева, 1962 (1:25000 Мб);
II. Рабочая почвенная карта «Волгогипрозем», 1981 (1:50000 Мб);
Ша,в. Почвенная карта, 1993 (Ломов, 2012).
Условные обозначения: Чв - черноземы выщелоченные; ЛЧогл. - лугово-черноземные оглеенные; Чэр. - почвы оврагов и балок. Горизонтальный масштаб 1:10000;
вертикальный масштаб 1:500.
Общее устройство опытных полей ОПХ «Центральное» Лунинского района связано с дорогой, проходящей по вершине водораздела с запада на восток по обе стороны которой посажены полезащитные лесные полосы (рис.1). На южном склоне посажены приовражные лесополосы с обеих сторон оврага.
Целенаправленная защитная деятельность в степной и лесостепной зонах по устройству полезащитных насаждений в пределах пахотных угодий на первых порах принесла положительные результаты. Улучшился водный режим почв, прилегающий к лесным полосам. Улучшился микроклимат на
пахотных почвах, прилегающих к лесополосам.
Однако, в течение последующих десятилетий положительные тренды постепенно накапливались и первоначальное улучшение водного режима почв, прилегающих к полезащитным насаждениям, привело к сезонному переувлажнению с негативными последствиями. В пределах водораздельной части и на склонах появились «черноземы выщелоченные оглеенные» -усложнилась структура почвенного покрова (рис.1,III а, в).
На склонах с достаточно выраженным уклоном признаки оглеения не обнаружены и черноземы в этом случае диагностировались как выщелоченные. Следует отметить, что на Почвенной карте хозяйства [3] (рис.1, I, профиль), т.е. 60 лет назад изучаемые почвы еще не были затронуты процессами переувлажнения. Оглеение в почвах водораздела связано с сезонным переувлажнением за счет дополнительных запасов снега (эффект лесных полос), переуплотнения нижних горизонтов и отсутствия поверхностного стока. Оглеение по Ф.Р. Зайдельману [5] обуславливает переход окисного железа в закисное, т.е. более подвижное и способствует не сбалансированному выносу его за пределы почвенного профиля.
Другим следствием развития глееобразования является изменение органического вещества, появление подвижных фракций и вынос 2-х и 3-х валентных катионов, ухудшение структуры и возникновение признаков слитизации почв.
Слитыми считают почвы, обладающие неблагоприятными физическими свойствами: резко выраженной набухаемостью, высокой пластичностью во влажном состоянии и блочностью структуры, с крупной трещиноватостью в сухом состоянии.
Изученные А.Д. Ишмуратовой [6] физические свойства (плотность, агрегатный состав) черноземов и лугово-черноземных почв не выявили признаков слитизации в оглеенных почвах, однако физические свойства последних оказались более негативными по сравнению с черноземами выщелоченными.
В почвообразующих породах лугово-черноземных почв преобладает фракция крупной пыли (0,05-0,01 мм) - 43,15-43,33%, в связи с чем, они были названы лессовидными. В оглеенных горизонтах фракция крупной пыли снижается почти вдвое до 21,28%, то есть преобразование первичных минералов происходит за счет этой фракции, и частично за счет фракции мелкого песка.
Величины рН солевого свидетельствует о слабой кислотности пахотного и подпахотного слоев лугово-черноземных почв водораздела -5,3-6,0. Однако в оглеенных горизонтах кислотность увеличивается до средней и даже до сильнокислой степени (рН солевое - 4,8-4,3).
Для лугово-черноземных почв водораздельной части характерно увеличение Нг в горизонтах с признаками оглеения (4,46 смоль (экв)/кг в пахотном слое и 8,0 смоль (экв)/кг в оглеенном горизонте).
Сумма поглощенных оснований высокая в пахотных слоях лугово-
черноземных почв, развитых на водоразделах - 42,89-43,81 смоль (экв)/кг. С глубиной эта величина уменьшается, особенно в оглеенных горизонтах до 20,02 смоль (экв)/кг, что может быть связано с выносом двух и трех валентных катионов в условиях восстановительного процесса.
Заключение. Изучение и выделение нового подтипа почв - лугово-черноземных (в рамках типа лугово-черноземных [2]), в пределах водоразделов и приводораздельных склонов усложняет структуру и строение почвенного покрова области. В результате появляется проблема мониторинга почвенного покрова и необходимость разработки мероприятий по снижению негативных изменений из-за сезонного переувлажнения. Сельскохозяйственное использование почв водоразделов и приводораздельных склонов до настоящего времени было ориентировано на зональные условия почвообразования - зональную агротехнику и зональные мелиоративные приемы. Результаты более детального мониторинга изменения почвенного покрова, связанного с современными климатическими параметрами и хозяйственной деятельностью человека, должны составлять основу разработки более дифференцированного подхода в землеустроительной организации территории, а также совершенствовать зональную агротехнику с учетом выявленных новых ареалов лугово-черноземных почв в пределах водоразделов и приводораздельных склонов.
Использованные источники:
1. Артемова С.Н. Геоэкологические исследования для целей ландшафтного планирования Пензенской области // Изв. высших учебных заведений. Поволжский регион. Естеств.науки, География. 2013. №2(2). С.110-118.
2. Ахтырцев Б.П., Ахтырцев А.Б. Почвенный покров Среднерусского чернозема. Воронеж: Изд. Воронежского ун-та, 1993. 216 с.
3. Дмитриев И.Ф. Почвы Пензенской государственной с/х опытной станции и пути повышения их плодородия // Отчет о НИР. п. Лунино. 1962. 110 с.
4. Забелина О.Н., Феоктистова И.Д. Сравнительный анализ экологического состояния почв урбанизированных территорий // Биологические науки. Фундаментальные исследования. 2014. №9. С.2456-2459.
5. Зайдельман Ф.Р. Естественное и антропогенное переувлажнение почв. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 1992. 110 с.
6. Ишмуратова А.Д. Агрофизические аспекты пространственной неоднородности почвенного покрова водораздела Сура-Шукша // Сб. «Вопросы совр. с/х. производства». Пенза, 1995. С.116-131.
7. Ломов С.П. Почвы и климат Пензенской области. Пенза: ПГУАС, 2012. 260 с.
8. Почвенная карта Пензенской области ГУ Геодезии и Картографии при СНК СССР. - 1984.
9. Фридланд В.М. Структура почвенного покрова. М: Мысль, 1972. 424 с.
10. Чендев Ю.Г. Тренды природной и антропогенной эволюции серых лесных почв в позднем голоцене: юг Среднерусской возвышенности // Ж.«Достижение науки и техники АПК». 2016. №7. т.30. С. 11-14.
