CC BY
15
-ХРОНИКА -
УДК 631.48.
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОЧВОВЕДЕНИЯ В РАБОТАХ ПРОФЕССОРА З.Г.ЗАЛИБЕКОВА
© 2015 г. М.А. Баламирзоев
Прикаспийский институт биологических ресурсов Дагестанского научного центра РАН Россия, 367025, г. Махачкала, ул. М.Гаджиева, 45 Е-mail: pibrdncran@ mail.ru
Поступила 28.05.2014
Рассмотрены основные этапы научно-производственной деятельности видного ученого в области почвоведения, доктора биологических наук, профессора З.Г.Залибекова в изучении и развитии эколого-генетического почвоведения.
Ключевые слова: климат, рельеф, зональность, почвы, экология,, антропогенные факторы, эрозия, засоление, деградация, опустынивание.
Научная общественность и Докучаевское общество почвоведов широко отметили 80-летний юбилей известного ученого и яркого представителя эколого-генетического почвоведения, главного научного сотрудника института геологии ДНЦ РАН, зав. кафедрой почвоведения ДГУ, доктора биологических наук, профессора, заслуженного деятеля науки Российской Федерации и Республики Дагестан Залибека Гаджиевича Залибекова.
Опираясь на накопленный опыт знаменитых предшественников, работавших в Дагестане -В.В.Докучаева, П.А.Костычева, С.В.Зонна, В.В.Акимцева, И.П.Герасимова, В.М.Фридланда и др. в области генезиса географии и классификации почв, работами З.Г.Залибекова внесен весомый вклад в изучении распространения почв, их генезиса и эволюции в таком регионе, где закономерности распространения почвенного покрова подчиняются вертикальной (высотной) и горизонтальной зональности.
Первые работы З.Г.Залибекова появились в начале 60-70-х годов и были посвящены изучению гумидно-предгорной зональности (1965-1971). Изучая закономерности распространения зональных каштановых, коричневых, бурых лесных почв в пределах северо-западных предгорий Дагестана, пространственную смену их в условиях постепенного изменения высотных отметок, где это четко прослеживается в Акташской предгорной равнине, было установлено, что последовательная смена зональных типов почв на небольших расстояниях объясняется явлением «предвосхождения», т.е. увеличением количества атмосферных осадков воздушными потоками, движущимися на наветренных склонах с севера на юг. Гумидно-предгорная зональность на территории Дагестана и Северного Кавказа описана З.Г.Залибековым впервые, что внесло определенную лепту в изучение закономерностей географии почв, обусловленных горными системами. Результаты исследований по данной проблеме опубликованы в местной, региональной печати и в «Известиях Всесоюзного географического общества АН СССР» (1971).
К этой же категории исследований относится установленная закономерность - смена отдельных типов почв в системе высотной поясности связана не только повышением высотных отметок местности, но и наличием также солярно-экспозиционных гидротермических различий на склонах разной ориентации (Залибеков, 1971; Керимханов, 1972; Баламирзоев, 1982). Вследствие этого отмечаются существенные различия в распределении почвенно-растительных сообществ по экспозициям склонов. Исходя из этого, вытекает очень важный вывод о целесообразности рассмотрения вертикальной зональности почв с позиций экспозиционной дифференциации. Типичными примерами могут служить формирование трех типов почв: каштановых, коричневых и бурых лесных по склонам северной экспозиции до высоты 700-800 м горных систем Тарки-Тау и Джалган-Сабнова, а по южным склонам формированием одного типа каштановых почв (Залибеков, 1965). Резюмируя вышеизложенное, можно констатировать, что изменения увлажнения, связанные со склоновыми процессами в результате предвосхождения воздушных масс и различия солярно-
экспозиционного положения склонов, являются причиной смены ландшафтов в предгорьях Дагестана.
Основополагающее значение имеют исследования З.Г.Залибекова вопросов генезиса географии и классификации отдельных типов зональных почв, на низменности и предгорьях Дагестана. Здесь следует отметить обоснование выделения типа коричневых почв, представляющих особый интерес к их генезису в связи с дискуссионным характером интерпретации их показателей. До 50-х годов ХХ века коричневые почвы не были выделены как самостоятельный генетический тип, получивший распространение в пределах внетропического ксеротермального географического пояса. В работах С.В.Зонна (1940), А.С.Солдатова (1956) эти почвы описаны как темно-каштановые. Академик И.П.Герасимов (1949) представил обоснованную характеристику коричневым почвам, выделив их в предгорьях Дагестана. В этой связи данные, полученные З.Г.Залибековым (1965) характеризующие валовой, минералогический и гранулометрический состав почв, послужили основанием выделения типа коричневых почв с определением границ их ареалов в системе предгорной зональности. В генетической характеристике были ранжированы также освоенные их варианты - пахотные, плантажированные с разработкой таксономического их уровня и вопросов картографии (Залибеков, 1987).
Одним из важных вопросов в исследованиях юбиляра является выяснение роли термического фактора в изменении количественного и качественного содержания легкорастворимых солей, их миграция по профилю почв в зависимости от годовых и сезонных климатических условий Западного Прикаспия. Проведенными исследованиями установлено, что одним из главных критериев аридно-климатического пояса является увеличение количества щелочно-земельных катионов в составе легкорастворимых солей при повышении среднемесячной температуры. Изменение количества выпадаемых осадков может менять скорость миграционных процессов, сохраняя установившиеся соотношения катионного состава солей (Залибеков, 1986).
Важное научно-практическое значение имеет выявленная цикличность миграции солей с изменением токсического их действия в весенний и поздне-осенний периоды. Этот фактор и различия степени увлажнения выступают в качестве ведущих условий повышения биологической продуктивности природных кормовых угодий. Оценивая роль сезонных изменений в степени и характере засоления почв З.Г.Залибеков подчеркивает, что потенциал почв природных кормовых угодий далеко не исчерпан и при оптимальной пастбищной нагрузке имеются возможности увеличения отчуждаемой фитомассы растительности пастбищ.
В работах З.Г.Залибекова (1986, 1993, 1995) изучен один из главных вопросов антропогенного почвообразования - влияние процессов выпаса скота (включая промысловую фауну животных) на свойства почв и функциональную их организацию. При изучении пастбищных экосистем, их продуктивности, устойчивости и других показателей значительная роль отводится пастьбе скота, способствующей изменению свойств почв и их пространственных характеристик. О влиянии пастьбы скота на почвенный покров указывается в работах, посвященных изучению процессов эрозии, почвенного районирования, фитомелиораций (Зонн, 1940; Керимханов, 1972). Общепризнанны также необратимые изменения, приводящие к деградации почв при чрезмерной пастбищной нагрузке (Добровольский и др., 1975; Добровольский и др., 1985). Приводятся данные, характеризующие многообразие форм воздействия животных на почвы. Вместе с тем роль сельскохозяйственных животных в процессах почвообразования (передвижении и миграции веществ, разложении растительных остатков) оставались неизученными до появления работ З.Г.Залибекова. Поэтому роль животного мира в почвообразовании, сводящаяся к изменению профиля без нарушения естественного строения обоснована как самостоятельное направление в генетическом почвоведении. Одной из главных причин сдерживающих разработки научных и прикладных вопросов по данному направлению является отсутствие функционирующей сети заповедников и других охраняемых территорий. С учетом этих обстоятельств разработка научных и практических вопросов по данному направлению была осуществлена на территории Кочубейской биосферной станции, для чего был проведен большой объем экспериментально-полевых и организационных работ. В исследованиях З.Г. Залибекова (1993, 1995) особое внимание уделяется соблюдение норм нагрузок по вариантам от нуля в заповедном режиме и до 5 голов овец/га при разных вариантах по продолжительности периода выпаса скота.
10-летние опыты, проведенные в заповедном режиме и при разных вариантах пастбищных нагрузок, показали наличие существенных различий в почвообразовательных процессах. При выпасе овец (особенно при высоких нагрузках) в отличие от заповедного режима, почвы функционируют в условиях ограниченной величины растительного опада, имеют светло-бурую окраску горизонта А и небольшую массу корневой системы. Комковатая структура, свойственная почвам в заповедном режиме, при пастьбе скота в течение 10 лет становится глыбистой с плотным сложением, переходной горизонт В приобретает светлые тона и неравномерную окраску, уплотняется значительно сильнее. Мощность гумусовых горизонтов А+В уменьшается. В физических, химических показателях происходят также существенные изменения: при заповедном режиме содержание гумуса составляет 1.2-1.4%, тогда как пастьба скота (4-5 овец на 1 га) приводит к его уменьшению до 0.90-1.0%. Основная причина - нарушение сложившегося равновесия между величиной отчуждаемой фитомассы - с одной стороны и слабым отрастанием растений в процессе выпаса животных (Яруллина, 1983). С уменьшением растительного опада, усиливаются процессы минерализации органического вещества, характерные условиям начальной стадии деградации почв и опустынивания. Влияние пастьбы скота на солевой состав проявляется в полуметровой толще, где увеличение общего содержания солей и токсичности составляет более чем 2 раза. Такие же радикальные изменения происходят и в физических свойствах почв и биологической продуктивности пастбищной растительности (Амирханов и др., 2000).
Положительное значение имеет выявленная закономерность изменения содержания солей в зависимости от гранулометрического состава. Установлено, что при формировании лугово-каштановых и луговых почв в Терско-Кумской низменности прослоек супесчаных и песчаных отложений в пределах глубины 50-100 см устраняет подтяжку солей легкорастворимых солей, обеспечивая локальный дренаж. Влияние прослоек легкого гранулометрического состава почв и породы на миграцию, аккумуляцию легкорастворимых солей проявляется при условии залегания песчаных и супесчаных отложений на глубине менее чем 2 метра. Формирование солончаков типичных, луговых, корковых протекает на породах, когда вертикальная толща профиля представлена средне - тяжело - суглинистыми, глинистыми отложениями до глубины > 2-х метров. Полученные данные определены для условий бессточной дельтово-аллювиальной равнины с близким залеганием минерализованных грунтовых вод. Для условий других регионов показатели миграции солей и местного в работах юбиляра рекомендуется проведения дополнительных исследований.
Как самостоятельное научное направление в почвоведении-изучение влияния выпаса сельскохозяйственных животных на физико-химические и биологические свойства выступает в качестве особого этапа развития антропогенного почвообразования (1993 2014). Данное направление получило международное признание, результаты которых были обсуждены и одобрены на IV Международной конференции по освоению биологических ресурсов состоявшейся в Египте (Каире), где с докладом выступил З.Г. Залибеков.
В развитии эколого-генетического направления особое значение имеет разработанная З.Г. Залибековым эколого-биосферная концепция почвообразования на примере почвенного покрова Дагестана. Использование почвенного покрова в различных отраслях народного хозяйства, отводы земель для несельскохозяйственных целей, разработок полезных ископаемых, объектов индустриально-городской деятельности человека невозможно осуществить рационально, не зная качественного состояния и продуктивности почв. Учитывая эти обстоятельства, З.Г.Залибековым была проведена фундаментальная работа по обоснованию выделенных биосферных категорий почвенного покрова - функционирующую площадь почв для производства биологической продукции и техногенного покрова используемого в сфере промышленной деятельности человека. Представленная эколого-биосферная концепция почвообразования дала возможность дифференцировать общую площадь почвенного покрова страны, на примере Дагестана, на функционирующую и не функционирующую площади с определением различий в техногенных нагрузках в зависимости от величины биологической продуктивности разных типов почв. Максимальных величин отчуждаемая биопродукция и техногенный покров достигают в высокопродуктивных почвах. С уменьшением продуктивности происходит параллельное сокращение ареала техногенного покрова по всем типам почв. Техногенный покров освоенных почв находится в прямой зависимости от величины отчуждаемой биопродукции, в этой связи высокопродуктивные
почвы несут максимальную техногенную нагрузку, низкопродуктивные - меньшую нагрузку (Залибеков, 1993).
В целом по республике продуктивно-функционирующая площадь почв занимает около 80% с тенденцией ежегодного увеличения соотношения площадей отводимых под промышленные объекты. Такое соотношение биосферных категорий почв является тревожным и оно характерно регионам Юга России. Оптимизация соотношения площадей отдельных категорий по типам почв является обязательным мероприятием при организации новых форм землепользования (арендных, частных, государственных) и внедрении рыночных отношений в использовании земель (Амирханов, Тишков, 2000).
Последующим этапом развития биологических основ эколого-генетического почвоведения, связанных с проблемой продуктивности почв явилось создание новых подходов для оценки влияния солевого состава почв на формирование общей фитомассы, фракционного состава и видового разнообразия растений. Анализ многолетних публикаций З.Г. Залибекова показывает, что вегетация растений, морфогенез и отдельные фенофазы развития растений на организменном уровне зависят не только от типовых и видовых различий почв, но и от сезонных, годовых, многолетних циклов миграции элементов, принимающих участие в почвообразовательных процессах. Этот вопрос интересует многих исследователей в нашей стране и за рубежом, так как экологическая цепь почва-растения и биогеохимический круговорот веществ определяются динамикой изменения химического состава почв (Стасюк, 2005). Перераспределение солей и изменение соотношения ионов С1 и 804 характеризуют одну из стадий сезонной динамики солевого режима. Смена весеннего периода летним, увеличивает общее содержание солей в горизонте В за счет подтягивания хлоридов натрия из нижележащих слоев. Горизонт накопления сульфатов становится хлоридным с перемещением летнего максимума к нижней половине метрового слоя. Осенняя миграция образует в верхней полуметровой толще годовой максимум солей при хлоридном типе засоления. Отличаются изменения в формах величине ареалов и структуры почвенного покрова (Фридланд, 1985)
Дифференцированное изменение содержания солей по генетическим горизонтам вскрывает наличие определенной закономерности в динамике процессов засоления. Это явилось важной теоретической разработкой, дополняющей учение о дельтово-аллювиальном типе засоления почв. Важной особенностью проведенных исследований являются выявленные геоботанические критерии продуктивности. Ярусное распределение корневой системы растений в зависимости от степени и характера засоления почв; чем интенсивнее накапливаются хлориды, тем слабее развитие корневой системы; увеличение сульфатов в составе легкорастворимых солей ведет к активной аккумуляции общей подземной фитомассы. Кроме того, различия в сезонной динамике солевого режима проявляются в видовом составе и продуктивности фитоценозов.
Переход весенней эфемеровой растительности к летней разнотравно многолетнесолянковой сопровождается увеличением продуктивности и обеднением видового состава. Незначительный прирост фитомассы к осеннему сроку обуславливается ростом зеленой фитомассы представителей солянковой растительности и эфемероидов.
Широкий отклик в Международном масштабе получили результаты исследований по выяснению функций элементного состава легкорастворимых солей при сезонном изменении гидротермических условий. При увеличении среднемесячных, среднегодовых температур усиливаются миграция и накопление щелочных металлов натрия и калия в поверхностном слое почв. Параллельное увеличение годовой суммы атмосферных осадков и среднемесячных значений температуры воздуха обусловливает накоплению щелочно-земельных металлов - кальция, магния. Корреляция гидротермических условий с показателями катионного состава солей при сезонных циклах выступает в качестве определенной закономерности. Наличие в природе циклов соленакопления и климатических сдвигов, и их параллельное функционирование впервые было установлено З.Г. Залибековым. Результатами этих исследоаний заинтересовались ученые США, Португалии, Швейцарии, Германии.
Дальнейшее развитие биологических основ эколого-генетического почвоведения видно по результатам исследований в последние годы (2000, 2010), посвященное разнообразию почв и природных ландшафтов. Изучение почвенного разнообразия является новой проблемой возникшей в современных условиях, в целях преодоления негативных последствий антропогенных воздействий.
Изучение почвенного разнообразия связано с необходимостью сохранения разнообразия растительного и животного мира, для выявления нарушенных, утраченных почв и инвентаризации функционирующих их площадей. Достижением в этой области является представленное типовое, подтиповое разнообразие почв Терско-Кумской низменности, исходящее из стабильности физико-географических условий, структурной сложности природной среды и разностороннего влияния антропогенных факторов. Признанным в Федеральном и Международном масштабах является разработка биологической концепции опустынивания, установлены критерии определения экологического состояния аридных территорий и картография процессов опустынивания (Залибеков, 2000).
Коллективом сотрудников ПИБР ДНЦ РАН под руководством З.Г. Залибекова разработана и представлена «Национальная программа действий по борьбе с опустыниванием земель в Республике Дагестан» (НДБО, 2011). Программа выполняется по заданию Центра международных проектов Госкомэкологии РФ, финансирование которой осуществляется Российским национальным комитетом охраны окружающей среды ООН. Теоретической основой проекта явилась «Биологическая концепция проблемы опустынивания», которая вошла в число важнейших достижений НИР Отделения биологических наук РАН.
В развитии эколого-генетического направления особое значение имеет изданное в 2014 г. монография «Антропогенное почвоведение», где обосновано данное направление в качестве самостоятельной отрасли естественных наук.
Результатами обобщения фактического материала с развитием докучаевских принципов эколого-генетического почвоведения (Докучаев, 1961) явилось издание З.Г.Залибековым 4-х монографий: «Опыт экологического анализа почвенного покрова Дагестана» (1995); «Процессы опустынивания и их влияние на почвенный покров» (2000); «Почвы Дагестана» (2010), «Антропогенное почвоведение» (2014), ландшафтные и почвенные карты Дагестана (1989-2010), а также доклады, с которыми выступил в г. Хайфе (Израиль) по проблеме биологической продуктивности почв, в Каире (Египет) по борьбе с опустыниванием, в Алеппо (Сирия) по освоению почвенных ресурсов засушливых регионов мира и на других международных симпозиумах, съездах, совещаниях. В развитии эколого-генетического почвоведения важная роль принадлежит журналу «Аридные экосистемы», создателем и главным редактором которого является Залибек Гаджиевич. Журнал вошел в перечень рецензируемых изданий ВАКа, переводится на английский язык и распространяется в различных странах.
Им разработано новое научное направление «Аридное почвообразование», а также концепция биосферных категорий почв и Атлас почв Дагестана. Автор более 200 научных работ, в т.ч. 5 монографий, 10 тематических карт и учебных пособий по «Почвоведению». Руководитель секции «Аридные почвы» Всероссийского общества почвоведов им. В.В. Докучаева, председатель Дагестанского отделения общества почвоведов.
Отмечая заслуги юбиляра руководимого ими коллектива в научной работе, невозможно обойти вопрос о создании базовой кафедры почвоведения в Дагестанском государственном университете. Открытие этой кафедры явилось важным событием в развитии научного потенциала республики. О необходимости подготовки кадров-почвоведов в Дагестане подчеркивал еще В.В. Докучаев (1898) когда проводил вторую экспедицию по изучению вертикальной зональности почв. Постановка вопроса была вызвана необходимостью изучению почв республики, где представлены уникальные почвенные образования с типичными свойствами характерными почвам многих районов мира. Кроме того, в Дагестане условия их образования представляют макет чередования вертикальных почвенных зон и разных вариантов предгорной зональности.
Особо выделяется в нашей республике смена типов почв и разных классификационных единиц под влиянием специфических факторов: глубиной залегания и минерализацией грунтовых вод, гранулометрическим составом почв и почвообразующих пород и влиянием процессов затопления, иссушения, связанных с уровенным режимом Каспийского моря. Стратегическая цель, связанная с открытием кафедры откладывалась по разным причинам, где главным условием организационных работ было укомплектование высококвалифицированными педагогическими кадрами почвоведческого, биологического профилей. Для обеспечения кадрами, будучи директором института и научным руководителем аспирантуры по профилю «Почвоведение» юбиляр направил свои усилия и к 2000 году, было подготовлено более 10 кандидатов и докторов наук. Проблема
обеспеченности кадрами была решена. К этому времени назрела необходимость с соответствующей востребованностью в почвоведах - кадастровщиках, почвоведах - картографах. Учитывая возникшую потребность и наличие соответствующих условий, в 2005 году была открыта базовая кафедра почвоведения на биологическом факультете ДГУ с избранием З.Г. Залибекова руководителем, где он работает заведующим и в настоящее время.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Амирханов А.М., Тишков А.А. 2000. Национальная стратегия и план действий по сохранению биологического разнообразия России // Сб. Изучение и охрана разнообразия фауны, флоры и основных экосистем Евразии. С.10-19.
Баламирзоев М.А. 1982. Эффективное использование предгорных земель Даг. кн. изд. Махачкала. 96 с.
Герасимов И.П. 1949. Коричневые почвы сухих лесов и кустарниковых лугостепей // Труды почвенного института им. В.В.Докучаева. Т.30. С.213-233.
Добровольский Г.В., Гришина Л.А., Розанов Б.Г., Таргульян В.О. 1985. Влияние человека на почву как компонент биосферы //Почвоведение. № 12. С.55-65.
Добровольский Г.В., Федоров Г.Н., Стасюк Н.В. 1975. Геохимия и генезис почв дельты Терека. Изд. МГУ. 246 с.
Докучаев В.В. 1961. О вертикальных почвенных зонах Кавказа. Соч. Т. 6. С. 204-211. Залибеков З.Г. 1965. О выделении коричневых почв на Акташской подгорной равнине Дагестана // Почвоведение. № 10. С.33-41.
Залибеков З.Г. 1986. О зональности почв предгорного Дагестана // Изв. Всесоюзного географического общества СССР. 1971. Т.103. С.247-249.
Залибеков З.Г. 1986. Сезонное распределение и миграция солей в засоленных почвах дельты Терека //Почвоведение. № 1. С.78-88.
Залибеков З.Г. 1987. О проблемах развития почвенной картографии // Почвоведение. № 7. С.112-
116.
Залибеков З.Г. 1993. Методы изучения почвенного покрова в условиях интенсификации антропогенного воздействия. М.: Наука. 96 с.
Залибеков З.Г. 1995. Опыт экологического анализа почвенного покрова Дагестана. Махачкала. 140 с.
Залибеков З.Г. 2000. Процессы опустынивания и их влияние на почвенный покров. 220 с.
Залибеков З.Г. 2010. Почвы Дагестана. Изд. ДНЦ РАН. Махачкала. 243 с. Залибеков З.Г. 2014. Антропогенное почвоведение. Махачкала. 154 с.
Зонн С.В. 1940. Почвы Дагестана // Сельское хозяйство горного Дагестана. М.-Л. АН СССР. С.97-
157.
Керимханов С.У. 1972. Главнейшие особенности распространения эрозионных процессов почв в сухих горных районах // Сб. тр. «Вопросы рационального использования повышения плодородия почв Дагестана». Махачкала. С.49-66.
Солдатов А.С. 1956. Почвенные исследования в Дагестане // Тр. Отдела почвоведения Дагестанского филиала АН СССР. Махачкала. Т.111. С.18-28.
Стасюк Н.В. 2005. Динамика почвенного покрова дельты Терека. Махачкала. 194 с. Фридланд В.М. 1985. Вопросы географии, генезиса и классификации почв. М. «Наука». 180 с. Яруллина Н.А. 1983. Первичная биологическая продуктивность почв дельты Терека. М. Наука. 88 с.
THE ISSUES OF DEVELOPMENT OF ECOLOGICAL-GENETIC SOIL SCIENCE IN THE
WORKS OF Z.G. ZALIBEKOVA
© 2015. M.A. Balamirzoev
Precaspian Institute of Biological Resources of Dagestan Scientific Center of Russian Academy of Sciences, Gadjieva str., 45, Makhachkala 367025 Russia, E-mail: pibrdncran@mail.ru
The basic steps of the scientific-organizational activity of a prominent scientist in the field of soil science, doctor of biological sciences, professorZ.G.Zalibekova in research and development of ecological-genetic soil science.
Keywords: climate, topography, zoning, soils, ecology, anthropogenic factors, erosion, salinization, degradation, desertification.
ÄPHflHBIE ЭКОСHCTЕМBI, 2015, tom 21, № 1 (62)
