CC BY
32
УДК 631.445.57
ДЕГРАДАЦИОННЫЕ ПОЧВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ НА ЗЕМЛЯХ КИЗЛЯРСКИХ ПАСТБИЩ, ИХ СОВРЕМЕННАЯ ОЦЕНКА И ПРИНЦИПЫ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ
© 2006 г. А.К. Саидов
The soil and agroecological cartography of Kizlyar pastures was made. The soil map and the map of modern agroecological state of land resources of the region were drawn up on scale 1:200 000. Large-scale and other cartographic materials as well as air photography and space photo were used for drawing maps. An appreciation of modern state of soil and vegetable resources of the region were given, the scale and intensity of manifestation of degradation processes were defined; the forecast of their development and recommendations of their averting were given.
Кизлярские пастбища представлены совокупностью ландшафтов, обладающих высоким природно-ресурсным потенциалом, но чрезвычайно остро реагирующих на антропогенную нагрузку вследствие недостаточного атмосферного увлажнения, засоленности почв в зоне аэрации и водоносных горизонтов, податливости почв и почвогрунтов ветровой эрозии. Вследствие этого Кизлярские пастбища являются одним из обширных регионов экологического бедствия (площадь 1519,1 тыс. га), так как суммарные площади почв, подверженных негативным процессам (засоление, солонцеватость, дефляция, дигрессия растительного покрова, расширение песчаных массивов и др.) составляют более 50-60 % общей площади региона.
Циклическое изменение климатических условий в 1940-1950-х гг. на данной территории привело к снижению устойчивости пастбищных экосистем, к их деградации. Чрезмерные антропогенные нагрузки (нерегламентировнный выпас скота, распашка пастбищ, нерациональная ирригация), особенно усилившиеся с конца 60-х гг., в сочетании с неблагоприятными почвенно-климатическими условиями привели к катастрофическим экологическим последствиям [1]. Ранее высокопродуктивные сенокосы и пастбища превратились в пустынные земли с низкими продуктивностью и качеством травостоя; повсеместно снизилась урожайность зерновых и зернобобовых культур, садов и виноградников.
Материалы агроэкологических исследований будут положены в основу разработки и проведения аг-роэкологического мониторинга, проведения экспертизы и разработки долговременного прогноза эволюции почвенного покрова и изменения свойств почв при разных режимах использования.
В данной работе мы попытались определить масштабы и интенсивность процессов деградации почвенного и растительного покрова с целью установления правомерности отнесения данной территории к районам экологического бедствия, а также разработать долгосрочный прогноз на перспективу с использованием новых подходов и критериев оценки, основанных на анализе временных изменений состава и структуры почвенного покрова. С этой целью составлена почвенная карта Кизлярских пастбищ в масштабе 1:200 000, в основу которой положена крупномасштабная почвенная карта [2]. Эта карта была максимально использована и при составлении карты современного агроэкологического состояния земельных ресурсов. При этом использованы методические ре-
комендации по оценке и картографированию земель регионов экологического бедствия [3-6].
Новая карта основывается непосредственно на аг-роэкологическом картографировании с максимальным использованием предшествующих опубликованных и фондовых картографических и текстовых материалов.
Методика исследований
Полевое почвенное и агроэкологическое картографирование земельных угодий проведено в 19962000 гг. с использованием материалов аэрофотосъемок 1973 и 1974 гг. масштаба 1:100 000 и космических съемок 1993 г. масштаба 1:100 000. Установлено, что наиболее высокой информативностью для составления таких карт обладают дистанционные, фотоиндикационные, биохимические и другие методы исследований.
Признаки деградации четко отражаются на аэро- и космофотоснимках, их легко определить по существенному увеличению спектрального отражения почв, проявляющемуся в ослаблении тона (цвета) фотоизображения земельных угодий, вплоть до ярко-белого. Кроме того, проявляется несвойственная недеградированным почвам фактура (рисунок) фотоизображения.
Видовой состав и состояние растительного покрова являются наиболее точным и чутким индикатором современного агроэкологического состояния земельных угодий (фотоиндикация).
В этой связи дигрессия растительного покрова является определяющим фактором при оценке экологического состояния пастбищ и сенокосов аридных областей, а также степени природной и антропогенной деградации почв.
Почвы, не имеющие признаков деградации, встречаются только под нормальными несбитыми злаковыми, злаково-бобовыми, злаково-бобово-разнотрав-ными растительными сообществами.
Методы морфологического, мезоморфологическо-го и микроморфологического изучения строения и вещественного состава почв [7] дают наибольший объем диагностической информации о современном экологическом состоянии почв. Особенно диагностически информативным является структурно-текстурная организация почвенного профиля.
Степень эрозии (дефляции), дегумификации, засоления и другие признаки деградации почв определены
с использованием методических рекомендациий по оценке и картографированию земель аридных территорий, разработанных нами и другими исследователями [3-6, 8-11].
Степень дегумификации определяется по уменьшению содержания гумуса в верхних гори-
Нашими исследованиями установлена четкая корреляция между составом гумуса и усилением процессов аридизации и опустынивания в зонально-географическом отношении. Особенно корреляционно значимым является соотношение Сгк/Сфк в светло-
При усилении процессов деградации заметно уменьшается величина фракции гумусовых кислот, связанных с кальцием (II фракция), и увеличивается количество гумусовых кислот, связанных с полуторными окислами (III фракция).
Засоление почвы является одним из главных факторов, определяющих агроэкологическое состояние земельных угодий полупустыни и их деградацию.
Незасоленные и слабозасоленные почвы современных и древних речных систем легко дешифрируются на всех аэрокосмофотоснимках. В настоящее время почти все эти почвы орошаются. В нераспаханном естественном состоянии они имеют равномерный серый тон изображения на аэро- и космофотоснимках без определенной фактуры.
Специфическая группа почв располагается в массивах эоловых песков на древних аллювиальных и морских равнинах. Тон фотоизображения - насыщенный серый, фактура полосчатая, субпараллельная друг другу.
Среднезасоленные почвы имеют широкое распространение в изучаемом регионе. Они часто образуют сочетания и комплексы с сильнозасоленными почвами, реже - со слабозасоленными. Это в значительной степени определяется их изображением на аэро- и космофотоснимках, где преобладает серый фототон с редкой пятнистой светло-серой фактурой, что, по-видимому, связано с составом растительности.
Сильнозасоленные почвы распространены только в гидроморфных ландшафтах морских и аллювиальных равнин. Эти почвы очень часто образуют комплексы с гидроморфными солончаками, занимают нижние и средние позиции рельефа. Фототон их изображения на аэро- и космофотоснимках - светлосерый с почти белой пятнистой фактурой.
Надежная диагностика степени засоления почв достигается только в результате использования комплекса дистанционных, фотоиндикационных, морфо-генетических методов в сочетании с лабораторными химическими исследованиями.
Степень эрозии (дефляции) определяется по уменьшению мощности верхних горизонтов почв в следующих градациях по сравнению с фоном:
зонтах почв в следующих градациях по сравнению с фоном:
каштановых почвах и количество II и III фракций гумусовых кислот. Степень дегумификации (опустынивания) определена в следующих градациях по сравнению с фоном:
Солончаки луговые - обязательные компоненты ландшафтов водно-аккумулятивных равнин аридных и семиаридных областей, относятся к почвам с высшей степенью деградации. Они преимущественно распространены на современных и древних дельтовых аллювиальных равнинах. На морских равнинах встречаются редко, в виде небольших участков. Они всегда образуют комплексы с луговыми, менее засоленными почвами. Поэтому фототон их изображения на аэро- и космофотоснимках осветленный светло-серый, с неправильной пятнистой серой фактурой.
Типичные солончаки сосредоточены на обширных пониженных территориях морских равнин. Они обладают очень высокой отражательной способностью (фототон почти белый), фактура мелкопятнистая, точечная, соответствующая менее засоленным компонентам солонцовых комплексов. Для типичных солончаков очень характерны лишенные растений пятна на поверхности почв.
Соровые солончаки широко распространены на приморских равнинах, но в современных дельтах не встречаются и сосредоточены в котловинах и ложбинах выдувания, в основном в прибрежной полосе моря, на участках с хорошо выраженным мезорельефом. Они образуются на месте высохших мелководных небольших по площади морских заливов и лагун. Растительный покров отсутствует. Преимущественное распространение соровых солончаков на эродированных участках рельефа обусловливает очень четкое их отображение на аэро- и космофотоснимках, где они имеют максимальное отражение (фототон белый), ориентацию контуров вдоль преобладающих ветров, границы ровные.
Солонцы распространены только на приморских равнинах, на аллювиальных дельтовых равнинах их нет. На аэро- и космофотоснимках они дешифрируются по специфическим особенностям солонцовых комплексов: осветленный светло-серый тон фотоизображения с серой сетчатой фактурой, соответствующей автоморфным почвам и почти белой ячеистой
Степень эрозии Слабая Средняя Сильная Очень сильная
Уменьшение мощности гумусового горизонта, % от исходного Менее 25 25-50 50-75 Более 75
Степень дегумификации Слабая Средняя Сильная Очень сильная
Уменьшение содержания гумуса, % от исходного Менее 10 10-25 25-50 Более 50
Степень дегумификации Слабая Средняя Сильная Очень сильная
Сгк/Сфк более 1,0 1-0,7 0,7-0,5 Менее 0,5
фактурой солончаков, входящих в солонцовые комплексы.
Дефляция является одним из основных лимитирующих факторов поддержания оптимального агро-экологического состояния земельных угодий и причиной деградации почв.
Агроэкологическое состояние земельных угодий определяется по фототону и фактуре отражения их поверхности. Сильнодефлированные оголенные участки песчаных земель имеют максимальное отражение (фототон белый или бледно-серый). При этом линейная полосчатость сильнодефлированных участков сохраняется. У сильнодефлированных солончаков наблюдается не линейная, полосчатая, ориентированная вдоль преобладающих ветров, а пятнистая размытая по краям фактура фотоизображения.
Верхние (вершинные) области гривистых и грядовых песков, как правило, имеют максимальную степень дефляции (белый тон фотоизображения), средние области чаще всего среднедефлированы (светлосерый фототон), межгрядовые и межгривистые понижения дефлированы в наименьшей степени (серый фототон).
Барханные пески характеризуются чрезвычайно высокой отражательной способностью (фототон почти белый), имеют серую теневую окраску, чаще всего в виде серпа, «рога» которого ориентированы по направлению преобладающих ветров.
Характеристика агроэкологических групп почв
Территория Кизлярских пастбищ, согласно агро-экологическому районированию Республики Дагестан [12], относится к Терско-Кумской подпровинции. Процесс почвообразования здесь происходит в неразрывной связи с зонально-климатическими факторами, в качестве основных из которых выступают засушливость климата, уровень залегания минерализованных грунтовых вод, преимущественно легкий механический состав почв и почвогрунтов, ветровая эрозия. Преимущественно распространены светло-каштановые почвы и в различной степени закрепленные пески. Почти все земли региона засолены легкорастворимыми солями, незасоленных земель практически нет. Все земли испытывают процессы дефляции или являются эрозионно-опасными. Растительный покров подвержен дигрессии (от слабой до сильной степени) в результате нерационального его использования. Изучение почвенных и растительных ресурсов Кизлярских пастбищ проводится еще с 30-х гг., причем основное внимание всегда уделялось проблеме антропогенного воздействия на почвы и растительный покров [9, 13-22]. Поэтому этот вопрос изучен достаточно глубоко.
В основу объединения почв в агроэкологические группы положены, в первую очередь, дигрессия растительного покрова, видовой состав растительности и ее вегетативное состояние, засоление (глубина и степень) и дефляция почв. Немаловажное значение при этом имеют строение и химический состав гумусового горизонта (содержание гумуса, его состав), степень дорожной деградации и т.д.
На основании наших [2, 7, 23, 24] исследований и работ других авторов [25-27] при максимальном использовании почвенных и геоботанических картографических материалов последних лет, нами на территории Кизлярских пастбищ все неорошаемые почвы были объединены в 5, а орошаемые почвы (ОП) - в 4 агроэкологические группы:
1.1. ОП группы - почвы хорошего агроэкологиче-ского состояния, объединяют луговые, аллювиальные луговые, частично орошаемые, светло-каштановые, лугово-каштановые, пески закрепленные глубокоза-соленные, слабосолончаковато-солончаковые недеградированные почвы. Они приурочены к современным гидроморфным или древним палеогидроморф-ным аллювиальным ландшафтам.
Почвенный покров первой агроэкологической группы формировался преимущественно на сильно высохших плавнях Кумы на севере региона и в южной части Тарумовского и Кизлярского районов. В результате строительства гидротехнических сооружений прекратилось естественное ежегодное паводковое затопление территорий, а строительство глубоких спрямляющих русел рек с высокими защитными дамбами повсеместно привело к высыханию плавней. Все это способствовало обмелению многочисленных мелководных озер, плавневых болот и усилению процессов засоления почв. Эти земли используются в основном под кормовые угодья, частично для возделывания сельхозкультур. Основной лимитирующий фактор -засоление, деструкция, дегумификация.
Общая площадь этих земель составляет 22,4 тыс. га, в том числе кормовые угодья- 21,1 тыс. га (1,4 %), орошаемая пашня - 1,3 тыс. га (0,1%).
Прогноз: быстрое усиление процессов засоления, деструкции и дегумификации в результате нерационального использования пастбищ (превышена норма выпаса скота до 5-7 голов на 1 га) и пашни (не соблюдаются нормы и сроки полива).
Для сохранения земельных угодий в хорошем аг-роэкологическом состоянии необходимо восстановить ежегодное паводковое обводнение территории и строгое соблюдение нагрузки на пастбища (1-2 головы на 1 га) и сроков полива на орошаемой пашне.
2. 2 ОП группы - почвы удовлетворительного аг-роэкологического состояния, объединяют луговые, аллювиальные луговые, частично орошаемые, лугова-то-каштановые, лугово-каштановые и светло-каштановые слабосолончаковые слабодефлированные почвы, пески заросшие слабосолончаковые. Расположены преимущественно вдоль русел функционирующих рек Кумы и Прорвы.
Понижение таксономического агроэкологического уровня с хорошего до удовлетворительного вызвано, главным образом, слабой и средней дигрессией растительного покрова, а также небольшим (до 20 %) участием в составе почвенного покрова вторичных солончаков (гидроморфных и полугидроморфных).
Для сохранения земельных угодий в удовлетворительном агроэкологическом состоянии необходимо также восстановить ежегодное паводковое обводнение территории и строгое соблюдение норм и сроков выпаса скота.
Основной лимитирующий фактор - засоление, дефляция, деструкция и дегумификация.
Прогноз: быстрое усиление процессов засоления, деструкции, дегумификации.
Основной фон почвенного и растительного покрова имеет слабые признаки деградации, главным образом проявляющиеся в дигрессии растительного покрова и слабом засолении с поверхности почв. Дефляция выражена слабо и неповсеместно. «Оспины» и «лунки» выдувания встречаются на самых верхних частях положительных форм рельефа. Наблюдается повышенная дорожная деградация.
Общая площадь составляет 74,6 тыс. га, в том числе: кормовые угодья - 49,1 тыс. га (3,2 %), орошаемая пашня - 25,5 тыс. га (1,7 %).
Прогноз: усиление дефляции, особенно на пастбищах, засоления, деструкции и дегумификации на пахотных орошаемых угодьях.
Земельные угодья обладают повышенной устойчивостью к внешнему воздействию по сравнению с землями 3-й агроэкологической группы и при строгом соблюдении норм и сезонности выпаса скота с учетом погодных условий земли этой группы вполне могут быть переведены в группу угодий хорошего агроэко-логического состояния.
3. 3. ОП группы - почвы посредственного агро-экологического состояния, имеют широкое распространение на всей территории региона и объединяют бурые пустынно-степные, светло-каштановые, луго-вато-каштановые, лугово-каштановые, луговые и аллювиальные луговые, средне-сильносолончаковые слабо- среднедефлированные, среднедеградирован-ные почвы, из которых 10-25 % орошаемые. Главными особенностями почв группы являются: широкое распространение всех типов ландшафтов - морских, аллювиальных и эоловых; участие в составе почвенного покрова почвенно-экологических контуров с плохим агроэкологическим состоянием - солончаков, солонцов, а также незаросших и слабозаросших песков; преимущественно средняя деградация почв с потерями гумуса (дегумуфикация), разрушением почвенной структуры (деструкция), усилением засоления и дефляции; повсеместная дигрессия растительного покрова на пастбищах.
Общая площадь 519,3 тыс. га, в том числе: кормовые угодья - 436,5 тыс. га (28,7 %), орошаемая пашня - 82,8 тыс. га (5,5 %). В соответствии с вышеперечисленными особенностями деградации создаются реальные предпосылки крайней агроэкологической неустойчивости земельных угодий. При нарушении режима использования они могут стать обширным потенциальным резервом земель с плохим агроэкологи-ческим состоянием. Основные черты деградации рассматриваемой агроэкологической группы земельных угодий ярко проявляются в бурых пустынно-степных и светло-каштановых почвах.
Прогноз: усиление процессов засоления, дефляции, на пашне - разрушение структуры и дегумифи-кация почв. В настоящее время эти земельные угодья крайне нуждаются в интенсивной фитомелиорации (подсев местных дикорастущих трав), в уменьшении пастбищных нагрузок при строгом учете погодных
условий, ветрового режима, сезонности и сроков выпаса скота и т.д.
4. 4. ОП 5 группы - почвы плохого и очень плохого агроэкологического состояния. Основной фон почвенного покрова составляют почвы мелиоративного фонда - луговые сильнозасоленные, солончаки (луговые, типичные, соровые), солонцы засоленные, слабо-заросшие, развеваемые засоленные пески, а также засоленные морские отложения.
Главным критерием выделения почвенно-экологических контуров в группе почв плохого агро-экологического состояния является значительное (до 50 % и более почв очень плохого агроэкологического состояния) наличие солончаков (луговые, типичные, соровые), а так же незакрепленных и слабозакреплен-ных песков, солонцов, сильнодефлированных почв, засоленных морских отложений.
Общая площадь земельных угодий плохого и очень плохого агроэкологического состояния составляет 721,4 тыс. га, в том числе кормовые угодья -687,1 тыс. га (45,3 %), орошаемая пашня - 34,3 тыс. га (2,2 %). Это свидетельствует о высокой степени деградации земель рассматриваемой территории и создавшейся здесь критической агроэкологической ситуации.
Прогноз: дальнейшее усиление дефляции и засоления почв, на пашне - деструкция, дегумификация.
Для предотвращения негативных процессов, происходящих в почвенном покрове всех групп, необходимо временно полностью исключить эти земли из пастбищного использования, провести полный комплекс мелиораций по закреплению песков, прекращению дефляции, предотвращению вторичного засоления почв (на пашне), строгое соблюдение норм и сроков орошения с внесением органо-минеральных удобрений и т. д.
Выводы
Проведенными исследованиями установлена критическая агроэкологическая ситуация на большей части Кизлярских пастбищ. Земли плохого и очень плохого агроэкологического состояния, включая и орошаемые территории, занимают 721,4 тыс. га, или 47,5 % общей площади региона. Существует большая потенциальная опасность увеличения площади земель с плохим агроэкологическим состоянием за счет земель посредственного агроэкологического состояния, которые занимают 519,3 тыс. га, или 34,2 % площади региона.
С целью недопущения еще большего ухудшения агроэкологической ситуации, восстановления биологической продуктивности земель необходимо:
1. Временно полностью исключить из пастбищного использования земли с очень плохим агроэкологи-ческим состоянием. Провести полный комплекс ме-лиораций по закреплению песков, прекращению дефляции, восстановлению растительного покрова, предотвращению вторичного засоления почв и т.д.
2. Резко сократить пастбищные нагрузки при строгом соблюдении сезонности выпаса с учетом погодных условий, проведения фитомелиораций и мелио-
раций по борьбе с дефляцией и засолением почв на землях с плохим агроэкологическим состоянием.
3. Ввести пониженные нормы выпаса скота, интенсивную фитомелиорацию с учетом ветрового режима, соблюдения сезонности и погодных условий при использовании пастбищ на землях с посредственным агроэкологическим состоянием.
4. На землях с удовлетворительным и хорошим аг-роэкологическим состоянием восстановить ежегодное паводковое затопление территории Прикумья, соблюдать строгий нормированный выпас скота, проводить подсев ценных дикорастущих трав, а также мероприятия по предотвращению дальнейшего развития дефляции и засоления.
5. Почвы Кизлярских пастбищ преимущественно легкого гранулометрического состава весьма податливы ветровой эрозии поэтому нецелесообразно использовать их в качестве пахотных угодий.
Литература
1. Виноградов Б.В., Толчаин Т.А. // Материалы к составлению плана использования водных ресурсов Дагестана. Махачкала, 1932. № 3. С. 47.
2. Молчанов Э.Н. и др. Почвенная карта Дагестанской АССР. Мб 1:300 000. М., 1990.
3. Методические рекомендации по оценке и картографированию экосистем Монголии. Улан-Батор,
1989.
4. Методологическая оценка состояния и картографирования экосистем в экстремальных условиях. Пущино, 2002.
5. Современное состояние богарных пашен Монголии и их методологическая оценка. Улан-Батор,
1990.
6. Федоров К.Н. и др. Методические рекомендации по оценке и картографированию земельных ресурсов регионов экологического бедствия Юга России (Кизлярские пастбища): Фонды Госкомзема Республики Дагестан. Махачкала, 1999.
7. Саидов А.К., Баламирзоев М.А., Мирзоев Э. М-Р. // Материалы IV ассамблеи университетов Прикаспийских государства. Махачкала, 1999. С. 117118.
8. Общесоюзная инструкция по почвенным обследованиям и составлению почвенных карт землеполь-зований. М., 1973.
9. Саидов А.К. и др. // Материалы IV Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов, докторантов и молодых ученых «Наука -XXI веку» (Первая сессия). Майкоп, 2003. С. 235-237.
10. Стасюк Н.В., Добровольский Г.В., Залибеков З.Г., Саидов А.К., Добрынин Д.В. // Экология. 2004. № 3. С. 172-178.
11. Стасюк Н.В. и др. // Вестн. РАСХН, 2004. № 2. С. 32-34.
12. Аджиев А.М. и др. Почвенные ресурсы Дагестана, их охрана и рациональное использование. Махачкала, 1998.
13. Зонн С.В. // Тр. ЛОВИУА. 1933. Т. 19.
14. Зонн С.В. Опыт естественно-исторического районирования Дагестана. Сельское хозяйство Дагестана. М.; Л., 1946. С. 49-71.
15. Зонн С.В. Вопросы преобразования почв Дагестана в связи с интенсификацией их освоения. Биологическая продуктивность дельтовых экосистем Прикаспийской низменности Кавказа. Махачкала, 1978. С. 13-18.
16. Банасевич Н.Н. и др. // Тр. ЛОВИУА. Вып. 29. Махачкала, 1934.
17. Виноградов Б.В. и др. // Проблемы освоения пустынь. 1990. № 1. С. 10-19.
18. Чиликина Л.Н. и др. Карта растительности Дагестанской АССР. М., 1962.
19. Добровольский Г.В. и др. // Почвоведение. 1991. №3. С. 5-13.
20. Федеров К.Н. Генезис, эволюция и диагностическая микроморфология почв водно-аккумулятивных равнин аридной зоны. Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. М., 1993.
21. Стасюк Н.В. Почвенный покров дельты Терека: современное состояние, временные изменения и прогноз: Автореф. дис. ... д-ра геогр. наук. М., 2001.
22. Андреева О.В. Картографическая оценка опустынивания-деградации почвенного покрова Российской Федерации (на примере обзорных карт): Автореф. дис. ... канд. геогр. наук М., 2002.
23. Аджиев А.М., Мирзоев Э.М-Р., Баламирзоев М.А., Саидов А.К. // Аридные экосистемы. 1998. № 9. С.63-67.
24. Мирзоев Э.М-Р., Баламирзоев М.А., Саидов А.К. // Тез. докл. 3-го съезда ДОП. Кн. 1. Суздаль, 2000. С. 56-59.
25. Куст Г.С. Опустынивание: принципы эколого-генетической оценки и картографирования. М., 1999.
26. Добровольский Г.В., Федоров К.Н., Стасюк Н.В. Геохимия, мелиорация и генезис почв дельты Терека. М., 1975.
27. Залибеков З.Г. Роль антропогенного фактора в формировании биологической продуктивности почв дельтовых экосистем. Биологическая продуктивность дельтовых экосистем Прикаспийской низменности Кавказа. Махачкала, 1978. С. 23-30.
Прикаспийский институт биологических ресурсов Даг. НЦ РАН
16 января 2006 г
