CC BY
20
УДК 631.4
М.В. Ельцов, А.В. Потапова, В.Н. Пинской, А.В. Бухонов, И.А. Идрисов,
С.Н. Удальцов, А.В. Борисов, А.М. Ермолаев
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, m.v.eltsov@gmail.com
ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА СУХОЙ СТЕПИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИНТЕНСИВНОСТИ ПАСТБИЩНОЙ НАГРУЗКИ
Проведены исследования изменения почвенного покрова сухой степи в зависимости от степени выраженности пастбищной нагрузки. Установлено, что интенсивный выпас овец приводит к выраженным изменениям в структуре почвенного покрова. Дигрессия растительности обуславливает преобладание эрозионных и корковых солонцов (около 30%) в составе почв участков с интенсивным выпасом. Солонцы, главным образом, приурочены к вытянутым незамкнутым эрозионным понижениям. Участки с минимальным пастбищным воздействием заняты каштановыми глубокозасоленными почвами.
Ключевые слова: степь; выпас; эрозия; каштановые почвы; солонцы.
Введение
Деградация почвенного покрова в результате перевыпаса является одной из наиболее актуальных проблем современного природопользования.
Выпас скота в степной зоне Евразии,с активным распространением колесного транспорта и верховой езды,получил широкое распространение уже со 2 тыс. до н.э. В настоящее время процессами пастбищной дигрессии на юге европейской части России затронуто более 60 млн. га сельхозугодий. В Калмыкии, степном Дагестане, Астраханской, Волгоградской, Саратовской, Самарской областях и Татарстане перевыпасу подвержено до 50-80% общей территории пастбищ (Доклад..., 2018).
Последствия выпаса скота для степных экосистем подробно рассмотрены в трудах отечественных ученых (Нечаева, 1977; Добровольский, 2002; Абатуров, 2006; Сушко и др., 2013, Уртнасан и др., 2013 и др.). Вместе с тем, в этих работах главным образом затрагиваются результаты воздействия выпаса на состояние растительности и отдельных свойств почв, и остаются нерешенными ряд вопросов, посвященных особенностям трансформации почвенного покрова-пастбищ.
В настоящей работе представлены результаты полевых исследований по изучению изменений структуры почвенного покрова сухостепной зоны Западных Ергеней в зависимости от степени выраженности пастбищной нагрузки.
Материалы и методы
Район исследования расположен в пределах сухостепной зоны Русской равнины и приурочен к западному склону Ергенинской возвышенности (правый берег р. Джурак-Сал). Овцеводческое хозяйство на пастбищах которого проводились исследования расположено в 1 км к северо-востоку от с. Валуевка Ремонтненско-го района Ростовской области ^ 46°44.0831'; Е 43°44.8456').
Климат территории умеренно-
континентальный. Среднегодовая температура составляет +9.7 С° (Вальков и др., 2012). Годовое количество осадков равно 350 мм, из них 100150 мм выпадет в течение вегетационного периода. Почвенный покров представлен каштановыми почвами в комплексе с солонцами. В растительном покрове преобладают полынно-злаковые ассоциации.
Работы проводились в верхней части плоского межбалочного водораздела, выполненного покровными карбонатными лессовидными суглинками. Абсолютные высоты местности составляют 125-130 м. Участок исследований приурочен к территории с естественным растительным покровом, и в настоящее время представляет собой пастбищное угодье расположенного рядом овцеводческого хозяйства.
Для изучения разнообразия почвенного покрова и его изменения в зависимости от степени антропогенного воздействия были изучены три ключевые площадки размером 20^20 м каждая. Исследования проводились в третьей декаде мая
2018 г. Рассмотренные участки приурочены к одному элементу ландшафта, и расположены в сходных геохимических и литологических условиях. Площадки располагались на расстоянии 200, 600 и 1300 м от овцеводческой фермы. Соответственно, уменьшалась и степень пастбищной нагрузки на территорию: наибольшая на первой (200 м) и минимальная на третьей (1300 м) площадке. На площадках через каждые 2 м по сетке, для определенияродовой и видовой принадлежности почвенных разностей,закладыва-лись прикопки глубиной около полуметра. С целью изучения микрорельефа, с интервалом 1-2 м была выполнена нивелировка поверхности. Для изучения свойств почв и отбора образцов для лабораторных анализов на каждой из площадок были заложены траншеи, вскрывающие наиболее представительные почвенные разности.
Результаты и их обсуждение
Выполненные полевые исследования позволили построить карты-схемы микрорельефа и почвенного покрова изученных ключевых площадок (рис. 1-3).
В качестве ключевого участка для исследования территории с максимально интенсивной пастбищной нагрузкой был выбран участок на удалении 200 м к северо-востоку от овцеводческой фермы (площадка №1, рис 1). Микрорельеф территории представлен вытянутыми понижениями глубиной до 25 см. Эти неоднородности поверхности возникли в результате почвенной эрозии, обусловленной сведением растительного покрова скотом с последующими выбиванием и дефляцией материала верхних горизонтов почвы. Возникшие микрозападины заняты корковыми и эродированными корковыми, с полностью разрушенным горизонтом А1 и верхней частью горизонта В1, солонцами. Солонцы западин характеризуются повышенным залеганием линии вскипания (с поверхности, либо с горизонта В1). Новообразования легкорастворимых солей (ЛРС) и гипса в виде налета по трещинам и прожилок залегают сразу под гумусовым (А1+В1) горизонтом.
Краевые части микрозападин занимают солонцы мелкие и средние, глубина вскипания в этих почвах располагается сразу под гумусовым горизонтом, аккумуляция легкорастворимых солей и гипса залегает на глубине 50 см (табл.).
На микроповышениях (высотой до 20 см) развиты каштановые и каштановые солонцеватые глубокосолончаковатые почвы. Глубина вскипания в них залегает ниже гумусового горизонта, аккумуляция легкорастворимых солей и гипса
12 3 4
Рис. 1. Картосхема микрорельефа и почвенного покрова площадки №1: 1 - каштановые почвы; 2 - солонцы мелкие и средние; 3 - солонцы корковые; 4 - солонцы эродированные. Горизонтали проведены через 5 см
1 2 3
Рис. 2. Картосхема микрорельефа и почвенного покрова площадки №2: 1 - каштановые почвы; 2 - солонцы мелкие, средние и глубокие; 3 - солонцы корковые. Горизонтали проведены через 5 см.
22
российский журннл ииой экологии
1 2
Рис. 3. Картосхема микрорельефа и почвенного покрова площадки №3: 1- каштановые глубокосолончаковатые и глубокозасоленные почвы; 2 - солонцы средние глубокосолончаковатые
прослеживается со 150 см.
Новообразования карбонатов во всех почвенных разностях выражены в виде пропитки и пятен неправильной формы.
Растительный покров участков с солонцами представлен угнетенными белополынными (Аг-
temisia lercheana, A. austriaca), а на каштановых почвах типчаково-белополынными группировками (проективное покрытие 30-40%). Участки без растительности, занятые эродированными корковыми солонцами, занимают 10% общей площади.
Вторая площадка была заложена на расстоянии 600 м к северо-востоку от овцеводческого хозяйства и характеризовалась относительно умеренным характером выпаса. Микрорельеф здесь выражен не так резко, как на первой площадке, и, главным образом, представлен вытянутыми микропонижениями глубиной 5-10 см и микроповышениями, достигающими высоты 20 см (рис. 3). Почвенная мозаика площадки выполнена сочетанием каштановых почв и солонцов. Западины заняты солонцами, причем корковые солонцы занимают наиболее пониженные участки, и составляют 3% от общей площади. По сравнению с почвенными разностями площадки с интенсивным выпасом, почвы участка отличаются большей выщелоченностью и промытостью профилей от ЛРС и гипса (табл.), карбонаты также выражены в виде пропитки и пятен неправильной формы.
Растительный покров ключевого участка на солонцах угнетен и представлен, в основном, типчаком (проективное покрытие около 50%), на участках с каштановыми почвами преобладают типчаково-ковыльные (главным образом Stipales singiana) группировки (сомкнутость покрова примерно 60%).
На площадке №3, заложенной на расстоянии в 1300 метров к северо-востоку от фермы, воздействие выпаса было минимально. Микрорельеф на территории практически не выражен, перепад
Таблица. Сравнительная характеристика почв площадок
Характеристика почв Площадка №1 Площадка №2 Площадка №3
К2 гск СНс, ск СНк, счк К2 гск СНс, ск СНк, счк К2 гз СНс, гск
Мощность горизонтов (см) А1 В1 20 20 15 15 3 15 20 20 15 15 3 15 25 20 20 20
Глубина залегания (см) вскипания ЛРС и гипса 40 150 30 50 10 20 40 150 30 150 20 50 45 200 40 150
Форма выделения карбонатов пятна пятна пятна пятна пятна пятна белоглазка белоглазка
Рис. 4. Распределение почвенных разностей на площадке №1: 1 - каштановые почвы; 2 - солонцы;
3 - солонцы корковые и эродированные (10%)
высот составлял около 5 см (рис. 3).
Также минимально было и разнообразие почв участка. Лишь 3% общей площади было занято пятном среднего солонца. Остальную часть площадки занимали каштановые, главным образом несолонцеватые глубокозасоленные почвы. Почвы площадки характеризовались наибольшей глубиной залегания солевой аккумуляции (табл.), выщелоченностью верхней части профиля, карбонаты были представлены в виде сегрегационных форм (белоглазка).
Растительный покров участка представлен в основном тонконого-ковыльными группировками (Кое1епа cristata, Stipales singiana, проективное покрытие около 70%).
Таким образом, на трех ключевых участках, расположенных в сходных ландшафтных позициях и отличающихся только интенсивностью пастбищной нагрузки, были отмечены хорошо выраженные изменения как в микрорельефе, растительности, так и в свойствах почв и структуре почвенного покрова. Интенсивный выпас скота приводит к дигрессии растительности, это в свою очередь обуславливает развитие эрозионных процессов, вызывающих преобразование микрорельефа и почвенного покрова пастбищ. Перевыпас интенсифицирует возникновение почв солонцового ряда, вызывает засоление почв. Эрозионные солонцы на выбитых пастбищах, главным образом, тяготеют к вытянутым незамкнутым понижениям.
В зависимости от интенсивности пастбищной нагрузки меняется и структура почвенного покрова пастбищ. Так, на территории с максимальной пастбищной дигрессией (удаленность
Рис. 5. Распределение почвенных разностей на площадке №2: 1 - каштановые почвы; 2 - солонцы;
3 - солонцы корковые
200 м от овцеводческого хозяйства) в структуре почвенного покрова преобладают солонцы (60%) (рис. 4). При этом эродированные и корковые солонцы, приуроченные к вытянутым эрозионным понижениям, занимают около трети площади.
На площадке, расположенной в 600 м от фермы, где пастбищная нагрузка выражена слабее, доля солонцов в почвенном покрове также преобладает (61%) (рис. 5), но при этом корковые солонцы занимают лишь 3% от общей площади.
На площадке с минимальной пастбищной нагрузкой (удаление 1300 м от хозяйства) в почвенном покрове доминируют каштановые почвы (97%) (рис. 6), отмечено небольшое пятно среднего солонца.
3%
||
97%
Рис. 6. Распределение почвенных разностей на площадке №3: 1 - каштановые почвы; 2 - солонцы; 3 - солонцы корковые и эродированные
24
российский журннл прикладной экологии
Исследование выполнено в рамках Государственного задания Министерства образования и науки Российской Федерации, проект ААА-А-А18-118013190175-5 «Развитие почв в условиях меняющегося климата и антропогенных воздействий».
7. Сушко К.С. Антропогенные трансформации прибрежных почвеннорастительных комплексов о. Маныч-Гудило в пределах охранной зоны заповедника «Ростовский» // Research Journal of International Studies. 2013. №10. С.134-142.
8. Уртнасан М., Любарский Е.Л. Пастбищная дигрессия в степях Центральной Монголии // Учен. зап. Казан. Ун-та. Естеств. науки. 2013. Т. 155, кн. 1. С. 158-170.
Список литературы
1. Абатуров Б.Д. Пастбищный тип функционирования степных и полупустынных экосистем // Успехи современной биологии. 2006. Т. 125, №5. С. 435-447.
2. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Почвы Ростовской области: генезис, география и экология. Ростов-на-Дону: Изд-во Южного федерального ун-та, 2012. 316 с.
3. Горшкова А.А., Гринева Н.Ф. Изменение экологии и структуры степных сообществ под влиянием пастбищного режима // Экология и пастбищная дигрессия степных сообществ Забайкалья. Новосибирск: Наука,1977. С. 153-182.
4. Добровольский Г.В. Деградация и охрана почв. М.: Изд-во МГУ, 2002. 654 с.
5. Доклад о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения. М.: ФГБНУ «Росинформагро-тех», 2018. 240с.
6. Нечаева Н.Т. Задачи исследований в связи с использованием экосистем пустынь СССР в пастбищном животноводстве // Проблемы освоения пустынь. Ашхабад, 1977. №2. С. 21-30.
M.V. Eltsov, A.V. Potapova, V.N. Pinskoy, A.V. Buhonov, A.B. Idrisov, S.N. Udaltsov, A.V. Borisov, A.M. Ermolaev. Change of the soil cover structure of the dry steppe cover depending on the intensity of pasture load.
Studies of changes in the soil cover of the dry steppe depending on the intensity of pasture load have been carried out. It is established that intensive grazing of sheep leads to significant changes in the structure of the soil cover. Vegetation digression causes the predominance of erosion and cortical solonetz (about 30%) in the composition of the soils of areas with intensive grazing. Solonetz soils, mostly confined to elongated open erosion degradation. Areas with minimal pasture impact are occupied by chestnut deep saline soils.
Keywords: steppe; grazing; erosion; chestnut soil; solonetz.
Информация об авторах
Ельцов Максим Витальевич, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Институт физико-химических и биологических проблем биологии РАН, 142290, Россия, г Пущино, ул. Институтская, 2, E-mail: v.eltsov@gmail.com.
Потапова Анастасия Владимировна, младший научный сотрудник, Институт физико-химических и биологических проблем биологии РАН, 142290, Россия, г Пущино, ул. Институтская, 2, E-mail: potapova@gmail.com.
Пинской Виктор Николаевич, младший научный сотрудник, Институт физико-химических и биологических проблем биологии РАН,142290, Россия, г Пущино, ул. Институтская, 2, E-mail: pinsk@gmail.com.
Бухонов Александр Вячеславович, кандидат биологических наук, научный сотрудник, Институт физико-химических и биологических проблем биологии РАН, 142290, Россия, г. Пущино, ул. Институтская, 2, E-mail: bukhonov@gmail.com.
Идрисов Идрис Абдулбутаевич, кандидат географических наук, старший научный сотрудник, Институт геологии ДНЦ РАН, 367010, Россия, г Махачкала, ул. Ярагского, 75, E-mail: idris@gmail.com.
Удальцов Сергей Николаевич, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, Институт физико-химических и биологических проблем биологии РАН, 142290, Россия, г Пущино, ул. Институтская, 2, E-mail: udaltsov@gmail.com.
Борисов Александр Владимирович, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, Институт физико-химических и биологических проблем биологии РАН, 142290, Россия, г. Пущино, ул. Институтская, 2, E-mail: avborisov@gmail.com.
Eрмолаев Александр Михайлович, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Институт физико-химических и биологических проблем биологии РАН, 142290, Россия, г. Пущино, ул. Институтская, 2, E-mail: plantago@mail.com.
Information about the authors
Maxim V. Eltsov, Ph.D. in Biology, Senior Researcher, Institute of Physicochemical and Biological Problems of Biology of the Russian Academy of Sciences, 2, Institutskaya st., Pushchino, 142290, Russia, E-mail: v.eltsov@gmail.com.
Anastasia V. Potapova, Junior Researcher, Institute of Physicochemical and Biological Problems of Biology of the Russian Academy of Sciences, 2, Institutskaya st., Pushchino, 142290, Russia, e-mail: potapova@gmail.com.
Victor N. Pinskoy, Junior Researcher, Institute of Physicochemical and Biological Problems of Biology of the Russian Academy of Sciences, 2, Institutskaya st., Pushchino, 142290, Russia, e-mail: pinsk@gmail.com.
Alexander V. Bukhonov, Ph.D. in Biology, Researcher, Institute of Physicochemical and Biological Problems of Biology of the Russian Academy of Sciences, 2, Institutskaya st., Pushchino, 142290, Russia, e-mail: bukhonov@gmail.com.
Idris A. Idrisov, Ph.D. in Geography, Senior Researcher, Institute of Geology, Dagestan Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 75, Yaragsky st., Makhachkala, 367010, Russia, E-mail: idris@gmail.com.
Sergey N. Udaltsov, Ph.D. in Biology, Leading Researcher, Institute of Physicochemical and Biological Problems of Biology of the Russian Academy of Sciences, 2, Institutskaya st., Pushchino, 142290, Russia, E-mail: udaltsov@gmail.com.
Alexander V. Borisov, Ph.D. in Biology, Leading Researcher, Institute of Physicochemical and Biological Problems of Biology, Russian Academy of Sciences, 2, Institutskaya st., Pushchino, 142290, Russia, E-mail: avborisov@gmail.com.
Alexander M. Ermolaev, Ph.D. in Biology, Senior Researcher, Institute of Physicochemical and Biological Problems of Biology of the Russian Academy of Sciences, 2, Institutskaya st., Pushchino,142290, Russia, E-mail: plantago@mail.com.
