CC BY
34
ДИНАМИКА ПРОДУКТИВНОСТИ ОСНОВНЫХ АССОЦИАЦИЙ КАРГАЛИНСКОЙ СУБГЕОСИСТЕМЫ И ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ЕЕ ЗАПАС
Берденов Жарас Галимжанович
Phd докторант Евразийского национального университета им. Л.Н. Гумилева,
Республика Казахстан, г. Астана E-mail: berdenov. 8 7@mail. ru Мендыбаев Ерболат Хамзинович канд. биол. наук, доцент Актюбинского регионального государственного университета им. К. Жубанова, Республика Казахстан, г. Актобе
Мазбаев Орденбек Близбекович д-р геогр.х наук, профессор Евразийского национального университета
им. Л.Н. Гумилева, Республика Казахстан, г. Астана
DYNAMICS OF PRODUCTIVITY MAIN ASSOCIATIONS KARGALINSKY SUBGEOSISTEMY AND INFLUENCE OF ENVIRONMENTAL CONDITIONS ON ITS STOCK
Beardenov Zharas
Phd Doctoral Eurasian National University. L.N. Gumilev, Republic of Kazakhstan,
Astana
Mendybayev Erbolat
Ph.D., associate professor of Aktobe Regional State University im.K. Zhubanova,
Republic of Kazakhstan, Aktobe Mazbaev Ordenbek
doctor of Geographical Sciences, Professor of the Eurasian National University.
L.N. Gumilev, Republic of Kazakhstan, Astana
АННОТАЦИЯ
Почвообразовательный процесс неразрывно связано с продуктивностью растительных сообществ, а антропогенный прессинг с каждым годом возрастает. Именно этот факт способствовал тому, что мы решили заняться исследованиями растительного и почвенного покровов, а также изучением продуктивности растительных ассоциаций. Нами были исследованы степи Актюбинской области, выявлены основные ассоциации и показана неразрывная связь продукционного и почвообразовательного процессов.
ABSTRACT
The soil educational process inseparably linked with efficiency of vegetative communities, and anthropogenous pressure increases every year. This fact promoted that we have decided to be engaged in researches of vegetative and soil covers, and
Created by DocuFreezer | www.DocuFreezer.com |
also studying of efficiency vegetative associations. We had been investigated steppes of the Aktyubinsk area, the basic associations are revealed and indissoluble communication of efficiency and soil educational processes is shown.
Ключевые слова: геосистема; почва; растительная ассоциация; продуктивность; динамика продуктивности.
Keywords: geosystem; soil; plant association; productivity; dynamics of productivity.
В связи с увеличением антропогенной нагрузки, вопрос охраны и сохранения растительности с каждым годом становится все более актуальным. Именно этот факт способствовал тому, что мы решили заняться исследованиями растительного и почвенного покровов, а также изучением продуктивности растительной ассоциации Прикаспийской впадины.
Растительный покров характеризуется большой комплексностью и меняется по мере изменения условий почвообразования. Встречаются в основном: пырей ползучий, ковыль волосатик, ковыль Лессинга, типчак, одуванчик лекарственный, пижма обыкновенная, полынь белая, полынь горькая и т. д. [3].
Среди экологических функций почв важнейшее значение имеет аккумуляция почвами биофильных химических элементов, т. е. элементов особенно необходимых для жизни растений и животных. Способность тех или иных химических элементов накапливаться (концентрироваться) в составе организмов, по сравнению с их содержанием в литосфере, А.И. Перельман (1979) предложил называть биофильностью, степень биофильности измеряется коэффициентом биологического поглощения (КПБ), показывающим во сколько раз содержание элемента "X" в золе растений или животных больше чем в почве (литосфере).
Процессы почвообразования изменяют отдельные свойства почв, почвенные горизонты и почвенный профиль, а на молекулярном уровне определяют процесс гумификации, обменные реакции, изоморфные замещения
в минералах, окисление и восстановление соединений в почве. А эти процессы, в свою очередь, изменяют такие свойства почвы, как плотность, водопроницаемость, влагоёмкость, способность фиксировать органическое вещество и т. п. [2]
Поэтому, мы и придаем большее значение изучению морфологических признаков и химических свойств почвенных профилей разных подтипов и разновидностей почвенного покрова исследуемой территории. По изученности морфологических признаков и химических свойств почвенных профилей можно делать выводы об оценке опустынивания местности, об изменении климата.
Почва предстает перед нами в качестве главной среды обитания всего органического мира на Земле. Исследования многих ученых (В.И. Вернадский, 1960; Добровольский, Никитин, 1990) и наши данные позволяют отличить реальную близость химического состава почвы и живого вещества (по многим элементам). О том, какой грандиозный биохимический процесс представляет годичная аккумуляция биофильных элементов в почвах можно судить по тому, что он примерно равен суммарному годичному химическому стоку рек на земном шаре или даже превышает его [3]. Это и есть пример значения почвы, как глобального механизма саморегуляции и поддержания устойчивости функционирования биосферы.
По классификации геосистем бассейновых территорий, исследуемая нами территория относится к Илекской макрогеосистеме, которая, в свою очередь, подразделяется на геосистемы более мелкого порядка — субгеосистемы [8]. В географическом плане территория Илекской макрогеосистемы представляет собой территорию Актюбинской области, которая расположена на стыке трех крупных геологических структур: Русской платформы, Туранской плиты и Уральской горноскладчатой области и имеет сложное тектоническое и геологические строение [7].
Наши исследование проводилось на двух стационарных участках Карагалинской субгеосистемы: в степной зоне на левобережье реки Урал, юго-запднее села Большевик (90 км Северо-Восточней города Актобе); и в степной
зоне, в 140 км восточнее города Актобе (вблизи села Мамыт), в течение вегетационного периода (май-октябрь) 2012 г.
Исследуемые территории расположены в зоне распространения южного чернозёма и темно-каштановых почв. Почвенный покров разнообразный, что обусловлено разнообразием общих природных условий.
Приведем описание морфологического профиля изучаемой нами почвы. Разрез № 1 расположен западнее на 7 км села Большевик, бывшее село Шевченко, Каргалинского района Актюбинской области.
Растительный покров представлен разнотравно-пырейной ассоциацией на луговой почве в западинах. Основу травостоя пырейных сообществ образует пырей ползучий (E1ytrigia гереш), который является эдификатором.
Мы предполагаем, что рассматриваемая нами почва является южным черноземом.
Южные черноземы по своему составу и строению находится в переходной зоне от чернозёмов к темно-каштановым почвам.
Сверху они имеют мощную подстилку (2—4 см), под которой залегает гумусовый горизонт (А).
Растительный покров представлен разнотравно-пырейной ассоциацией. Проективное и истинное покрытие соответственно 100—50 %, высота травостоя 35—50 см. Почва от соляной кислоты бурно вскипает с поверхности. Гумус по профилю распределен равномерно.
Ао - 0—4 см. — Слаборазложившаяся подстилка, степной войлок.
А 4—30 см. — Черный, комковато-ореховатая, уплотнена, сырая, тяжелый суглинок, корней много, переход в следующий горизонт постепенный.
В 30—63 см. — Черный с серым оттенком, ореховато-пылеватая, сырая, уплотнена, тяжелый суглинок, корней много, темные пятна - подтеки, переход постепенный.
ВС 63—105—150 см. — Темно-каштановый с серым оттенком, комковатая, сырая, тяжелый суглинок, корней мало, переход в следующий горизонт плавный.
С 150 см. — Материнская порода, светло-коричневый, крупнопластинчатый, глинистый, плотный, изредка кристаллы гипса.
Нами были взяты образцы почв для химического анализа с каждого горизонта.
Гумус в почве определялся по Тюрину в модификации ЦИНАО Гост 2621384, рН — водной вытяжки — по Михаэлису [5; 6].
Катионно-анионный состав водной вытяжки определялся по Госту
26423-85 и Госту 26428-85, нитраты ионометрическим методом Гост 2695186. Подвижные формы тяжелых металлов свинец, кадмий, цинк, медь определялись современным методом (Грановский, Неменко, (1990)) [4].
Наши данные мы сопоставляли с данными за 1968 и 1976 год, которые брались из агропочвенных очерков Каргалинского района Актюбинской области [1].
Таблица 1.
Состав водной вытяжки на почвах первого участка за 2012 г._
№ Генетич еский Анионы мг.-экв./ % Катионы мг.-экв./ % Тип засоле н. Степ. засол ен
горизон т СО2 НСО 3- С1 - Б04 2- Са 2+ Мв 2+ № +
1 А (0— 30 см) - 0,64 0,03 9 0,03 0,001 1,26 0,08 0,31 0,003 0,04 0,001 1,58 0,003 6 Хлорид но-сульфа т Неза-солен.
ное
2 В (30— 0,65 0,18 1,44 0,37 0,06 2,27 Сульфа т Слаба я
63 см) 0,04 0,009 0,121 0,007 0,001 0,052 ное
3 ВС 63— Следы 1,03 0,06 3 0,19 1,52 0,58 0,16 2,01 Сульфа т Слаба я
150 см 0,009 0,125 0,012 0,002 0,046 ное
Таблица 2.
Состав водной вытяжки почв Большевикского с/х 1968 г.
№ Генетическ ий горизонт рН Анионы милиэкв на 100г./ % Катионы милиэкв на 100г./ % Тип засолен.
СО2 НСО3- С1 - Б04 2- Са 2+ Мв 2+ № +
0,88 0,09 0,36 0,47 0,12 0,03 Остаточн
1 А (0—30 см) 7,8 0,9 0,00 6 о-
0,059 0,003 0,45 карбонат.
2 В (30— 63 см) 7,7 7,1 0,96 0,051 0,09 0,003 0,12 0,02 4 0,41 0,34 0,43 0,05 0,005 2 Остаточн о карбонат.
3 ВС (63— 150 см) 7,8 Не опре д 0,84 0,057 0,09 0,003 0,5 0,00 9 0,44 0,09 0,37 0,00 3 0,03
Содержание в %; мг экв в 100г. почвы
Рассматривая данные таблицы 1, отражающие физико-химические свойства разреза № 1, следует отметить, что они являются характерными для всего рода солонцеватых черноземов. Следует сказать, что по запасам черноземов они заметно уступают нормальным и карбонатным черноземам. А также иную картину представляет состав поглощенных оснований. Уменьшена роль поглощенного кальция и магния, но увеличивается количество поглощенного натрия.
Из табл. 1 видно, что в солевом составе преобладают сульфаты, а карбонаты вообще не обнаружены, что тоже характерно для черноземов южных солонцеватых.
Солевой профиль солонцеватых черноземов имеет максимум легкорастворимых солей в нижней части солонцового горизонта. Отчетливо прослеживается нарастание общей щелочности в иллювиальном горизонте. Реакция почвы слабощелочная.
Таблица 3.
Данные по содержанию гумуса _ на почвах первого участка_
Горизонт и глубина в см. Гумус по Тюрину в % 1968 г. Гумус по Тюрину в % 1976 г. Гумус по Тюрину в % 2012 г.
А 0—30 9,8 7,55 4,84
В 30—63 6,2 3,17 3,96
ВС 63—150 3,54 1,8 1,97
Сравнивая с анализами 1968 годов (табл. 1, 2), мы видим, что на территории села Большевик Каргалинского района были остаточнокарбонатные или
меловые южные черноземы. Результаты химического анализа показывают, что содержание гумуса в меловых черноземах колеблется в широких пределах (табл. 3). Таким образом, к 2011—2012 году содержание гумуса в исследуемой почве меньше вдвое. Очевидно, это связано с тем, что до начала 90-х годов прошлого века там выращивались: картофель, капуста, свёкла, и другие культуры, а также на некоторых участках сеялись зерновые культуры [1]. Таким образом, гумусный слой истощался, восстановительные работы не проводились, почву не обогащали удобрениями. С распадом СССР данные земли остались зарезервированными, соответственно не использовались по назначению, и таким образом, мы предполагаем, что идет накопление истощенного слоя гумуса естественным путем, что мы наблюдаем из химических анализов в горизонте В.
Исследования загрязнения почв комплекса тяжелыми металлами. показали, что кадмий, свинец, цинк и медь не превышает ПДК (табл. 4).
Таблица 4.
Содержание тяжелых металлов (мг/дм3)
Глубина, см Cd Zn Pb
А (0-30) 0,00007 0,0767 0,097 Не обнаружено
В (30-63) 0,00001 0,1267 0,104 Не обнаружено
ВС (63-150) 0,00002 0,0218 0,112 Не обнаружено
ПДК 0,001 1,00 1,00 0,03
Приведем описание морфологического профиля 2 разреза. Он был сделан на стационарном участке в степной зоне, в 140 км восточнее города Актобе (вблизи села Мамыт), Каргалинского района Актюбинской области. Месность гористая. Распологаестся в районе Мугоджарского мелкосопочника, приурочиваясь к вершинам и крутым склонам, иногда к межсопочным понижениям. Почвы частично защебнены.
Растительный покров представлен ковыльно-белополынной ассоциацией Бйра сарШа1а+Аг1ет1в1а 1егеЫапа. Основу травяных сообществ образует ковыль Stipa сарйЫа который является эдификатором, также обильно распространены: КосЫа ргоБйаа, Кое1епа спБ1а1а.
Мы предполагаем, что рассматриваемая нами почва является темно-каштановой почвой. Проективное покрытие 70 %, а истинное покрытие соответственно 35 %, высота травостоя 10-15 см.
От действия 10 % соляной кислоты не вскипает.
А 0—25 см. — Буровато-темно-серый, сухой, легкосуглинистый, с мелкой галькой, пылевато-комковатый, корней много, уплотнен, не вскипает, переход постепенный.
В 25—45 см. — Коричнево серый с буроватым оттенком, свежий, комковато- ореховатый, плотный корней мало, не вскипает, переход в следующий горизонт ясный.
ВС 45—65 см. — Серовато-буроватый, сухой, плотный, трещиноватый, глинистый, глыбистый, вскипает в нижней части.
С 65—85 см. — Желто-бурый свежий, глыбистый, опесчаненный тяжелый суглинок, переходящий в щебень.
С 85—.....— Такой же, но менее опесчанен и более щебнистый.
Из разреза наблюдаем близкое подстилание коренными плотными породами, отсутствие ясных выделений карбонатов, преимущественно суглинистый механический состав и защебенность почвенного профиля.
Гумусность горизонта небольшая. Содержание гумуса 2,71 % (таб. 5).
Таблица 5.
Содержание гумуса на темно-каштановых почвах
Горизонт и глубина в см. Гумус по Тюрину в % 1968 г. Гумус по Тюрину в % 1976 г. Гумус по Тюрину в % 2012 г.
А 0—25 3,5 3,0 2,81
В 25—45 2,5 2,3 2,0
ВС 45—65 2,4 2,0 1,98
С 65—85 - - -
Сопоставляя даные органического вещества полученные нами с данными за 1968 г., и 1976 годы, можно сказать, что гумусный слой остался практически не измененным [1]. (табл. 5).
Таблица 6.
Состав водной вытяжки темно-каштановых почв 2012 г.
Генетически Анионы Катионы
№ й рН моль в 1 00 г почвы моль в 100 г почвы
горизонт СО2 НСО3- Cl - SO4 2- Ca 2+ Mg 2+ Na +
Не обн. 0,51 1,4 0,053 0,25 0,08
1 А 0-25 7,4 0,003 % 0,05 % 0,003 % 0,005 % 0,001 %
Не обн. 0,525 1,2 0,17 0,13 2,25
2 В 25-45 7,3 0,032 % —
0,04 % 0,008 % 0,0025 0,027 %
0,54 1,8 0,027 0,75 1,75
3 ВС 45-65 7,54 след 0,033 % 0,06 % 0,0013 % 0,015 % 0,002 %
4 С 65-85 - - - - - - — —
Как видно из таблицы 6, эти почвы промыты от карбонатов, реакция водной суспензии (рН) близкая к нейтральной, и с глубиной она увеличивается. Сумма поглащенных оснований невысокая, с глубиной она равномерно уменьшается, общая шелочность находится в пределах нормы.
Анализируя растительный покров нашего участка, физико-химические свойства (табл. 5,6), можно сделать вывод, что данная почва является неполноразвитой темнокаштановой почвой. Эти почвы часто обнаруживают засоление водорастворимыми солями на границе перехода к материнской породы. По своим агропроизводственным свойствам они относятся к категории пастбищных земель.
Вывод
1. Исследуемая нами в степной зоне на левобережье реки Урал почва является южным черноземом солонцеватым. Содержание гумуса — 4,84 %.
2. Почва данного участка переживает стадию засоления, о чем свидетельсвует преобладание ионов натрия над ионами кальция и магния. Что указывает на преобладание луговых видов растительности (Elytrigia repens, Stipa capillata, S. Lessingiаnа, Medicago romanica, Phlomis tuberosa Ph.pungens).
3. На втором гидроучастке в степной зоне, вблизи села Мамыт, мы наблюдаем постепенное, не ярко выраженное, снижение органического вещества (гумуса). Мы предпологаем что это связано с неправильным использованием пастбищных земель, что со временем может привести к опустыниванию исследуемого участка.
Список литературы:
1. Агропочвенный очерк по Каргалинскому району Актюбинской области. Актюбинский филиал института «Казгипрозем», 1980 год. Директор: Р.Гадыльшин; нач. почвенного отдела: А. Иванов.
2. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М., Изд-во МГУ, 1970. — 487 с.
3. Ковда В.А. Почвы Прикаспийской низменности (северо-западной части). (Научный отчет о результатах исследований проведенных в 1932—1938 гг.). М.-Л.: Изд-во АНСССР, 1950, — с. 112—113.
4. Методические указания по атомно-абсорбционному определению микроэлементов в вытяжках из почв и в растворах золы кормов и растений. М.: ЦИНАО, 1937 г. — стр. 34.
5. «Метод определения иона хлорида в водной вытяжке» ГОСТ 26425-85, «Метод определения ионов карбоната и бикарбоната в водной вытяжке» ГОСТ 26423-85, «Метод определения кальция и магния в водной вытяжке» ГОСТ 26428-85.
6. «Методы определения органического вещества» по Тюрину в модификации ЦИНАО основанный на окислении органического вещества, ГОСТ 2621391.
7. Национальный Атлас Республики Казахстан. Том 1: «Природные условия». Институт географии. Алматы, 2010.
8. Физическая география Республики Казахстан. Учебное пособие. Астана: ЕНУ им. Л.Н. Гумилёва, «Аркас», 2010. — 592 стр.
