Изучение процессов деградации и опустынивания кормовых угодий полупустынной зоны Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

ЭКОЛОГИЯ ПОЧВ

УДК 632.125(574.1)

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ДЕГРАДАЦИИ И ОПУСТЫНИВАНИЯ КОРМОВЫХ УГОДИЙ

ПОЛУПУСТЫННОЙ ЗОНЫ

Насиев Б.Н.

Западно-Казахстанский аграрно-техническийуниверситет имени Жангир хана, 090000, Республика Казахстан, Уральск, Жангир хана, 51

В результате исследовании получены данные, позволяющие оценить состояние почвенного покрова исследованных кормовых угодий, показать степени их деградации и опустынивания, обусловленные влиянием природных и антропогенных факторов.

ВВЕДЕНИЕ

В мире 2 миллиарда га или 23 % земель, используемых человеком, подвержены деградации в той или иной степени. Деградация земель, происходящая в засушливых и полузасушливых раионах, называется опустыниванием. Опустынивание вызывается, главным образом, деятельностью человека и изменением климата. Всемирньш саммит по устоичивому развитию 2002 года признал, что опустынивание не только глобальная экологическая проблема, но и проблема устоичи-вого развития 21 века. За последние 50 лет во всем мире около 2/3 сельскохозя-иственных земель пострадали от опустынивания в тои или инои степени [1, 2].

Основными экономическими последствиями опустынивания и деградации земель являются снижение урожаев сельскохозяиственных культур и продуктивности пастбищ уменьшение поголовья животных и их продуктивности, а также сокращение экспортного потенциала сельского хозяиства [3-5].

Борьба с опустыниванием является необходимым условием для обеспечения долгосрочнои продуктивности засушливых земель. В настоящее время в южных раионах Западно - Казахстанскои области наблюдается общая деградация естественных кормовых угодии и опустынивания земель. В этих раионах естественные кормовые угодья являются основными

источниками поступления кормов для сельскохозяиственных животных. В связи с этим, выявления процессов и факторов деградации и опустынивания кормовых угодии полупустыннои Западно - Казахстанскои области является актуальнои задачеи.

Целью исследовании является выявления кормовых угодии, подверженных деградации, опустыниванию и изучение степени и факторов, способствующих их деградации и опустыниванию.

Исследования выполнены в рамках: подпрограммы 101 «Грантовое финансирование научных исследовании», по приоритету: 5. Интеллектуальныи потенциал страны, по подприоритету: 5.1. Фундаментальные исследования в области естественных наук

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Объекты исследования - кормовые угодья полупустыннои зоны Западно -Казахстанскои области. Для выявления процессов опустынивания и деградации на кормовых угодьях Бокеиурдинского, Казталовского, Жангалинского и Каратю-бинского раионов заложены и описаны 36 разрезов. В полевых условиях, на разрезах изучалось показатели почв, уточнялась генетическая принадлежность почв, производился отбор почвенных проб. Анализы почвенных образцов проводили по общепринятым методикам.

При изучении, оценке и картографировании процессов опустынивания по

методике разработанная ФАО-ЮНЕП и Институтом пустынь Туркменистана выявлялись следующие типы деградации кормовых угодий: а) деградация растительного покрова; б) деградация почвенного покрова [6]. Типы процессов опустынивания и деградации оценивались количественными критериями по 4 классам опустынивания: слабое, умеренное, сильное, очень сильное. Количественные критерии по различным типам процессов объединялись в следующие группы, называемые аспектами: современное состояние (СС), темпы опустынивания (ТО), внутренняя опасность опустынивания (BOO), влияние животных (домашних) на природную среду (ВЖП), степень антропогенного влияния (CAB). Степени деградации почвенного покрова кормовых уго-дии определены на основания утвержденных экологических критериев оценки земель [7].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Расположение земельного участка, изменение химических, физических своиств почв и ландшафта вследствие воз-деиствия антропогенного фактора, а также агроклиматические особенности территории - холодная малоснежная зима, короткии весеннее-летнии период, наличие базиса эрозии обуславливают эрози-онньш процесс в почве. Разрушение и вынос гумусированных, мелкодисперсных фракции почвенного мелкозема с талыми водами приводит к деградации почвы.

Объектом наблюдения была установлена полупустынная зона Западно -Казахстанскои области: Казталовскии раион, Бокеиурдинскии, Жангалинскии и Каратобинскии раионы.

Так, в Бокеиурдинском раионе полу-пустыннои зоны, на светло-каштановои подзоне было заложено 10 площадок на пастбище.

В результате полевых почвенных изыскании заложены по одному разрезу глубиной до 1,5 метров с отбором почвенных образцов по профилю А+Вг Площадки имеют инструментальную привязку к пунктам государственнои геодезическои сети, абрис, акты отбора. Почвенныи покров площадки по физико-химическим, морфологическим своиствам соответствует светло-каштановои солончако-вои среднемощнои супесчанои почве. Контрольном разрезе № 10 (недеградирован-ньш участок) содержание гумуса в горизонтах А и В составляет, соответственно 1,89 и 0,98. Мощность горизонта А - 20 см, горизонта В- 12 см. Если сравнивать содержание гумуса по всем шурфам с разрезом № 10 (контрольным, которыи был заложен на целине), то содержание гумуса в них заметно уступает как в пахотном слое так и в горизонте В , т.е. наблюдается отрицательныи баланс гумуса.

Так, в разрезах № 1,3,5,8,9 - содержание гумуса в профиле почвы А+В по сравнению с исходным разрезом уменьшены на 41,58-44,11 %. На участках № 2 и № 4 содержание гумуса в слоях почвы А и В составляет 1,2; 1,22 и 0,73; 0,73 % соответственно. Здесь уменьшение запасов гумуса для слоя А+В по сравнению с контролем на уровне 26,0-28,0 %. Содержание гумуса в слоях А+В разрезов № 6 и № 7 по сравнению с контролем уменьшены 16,77-19,33 % и составили в слое А - 1,69 и 1,75, а в слое В - 0,86 и 0,88 % соответственно.

Данные анализа воднои вытяжки показывают засоление среднеи степени, сумма солеи в пределах 0,250-0,293 % в горизонте А по всем разрезам, при этом наблюдается положительныи баланс в сторону уменьшения содержания водорастворимых солеи по восьми разрезам по отношению к базовои от 6,1 % до 14,7 %.

По данным агрохимического анализа почвенных проб видно, что на участках 1, 3, 5, 8 и 9 отмечено увеличение содержания обменного натрия от емкости кати-онного обмена на 16,39-19,36 %.

На участках № 2, № 4 увеличение содержания в почве обменного натрия от емкости катионного обмена на уровне 10,66-12,30 %, а на участках №6 и №7 увеличение содержания обменного натрия составило 5,74-7,38 %.

Как показывают данные агрохимических анализов, на исследованных почвах содержания подвижного фосфора уменьшена по сравнению со среднеи степенью обеспеченности. Если уровень сред-неи обеспеченности почвы подвижным фосфором составляет 1,5, то при содержании данного элемента 0,88-1,25 %, снижение составило 28-52,0 %. При этом наиболее высокое снижение содержания подвижного фосфора отмечено на участках № 1, № 3, № 5, № 8 и № 9, соответственно 41,3; 46,0; 52,0; 50,0 и 46,0 %. Наименьшее снижение содержания подвижного фосфора по сравнению с средним показателем было в разрезах № 6 и № 7 - 16,67 и 19,33 % соответственно.

Из агрофизических показателеи нами определены механическии состав, фракции механического состава, объемныи вес, структурность и пористость почвы разрезов. По механическому составу данные почвы являются супесчаными, содержание частиц <0,01 мм - 12,5-17,3 %. Грануло-метрическии состав, по природе менее всего подвержена резким изменениям. По сравнению с базовым данными № 10 разреза, остальные девять разрезов имеют меньше физическои глины, вариация по разрезам составляет от 14,2 до 26,3 %. Если на контроле фракции механического состава <0,01 мм составили 17,3 %, то в изученных разрезах данныи показатель находится на уровне 12,75-14,85 %. Умень-

шение содержания физическои глины на участках № 1, № 3, № 5, № 8, № 9 по сравнению с участком № 10 составила 26,0126,71 %. Снижение физическои глины в разрезах № 2 и № 4 по сравнению с контролем на уровне 20,00-20,98 %. По сравнению с другими разрезами на участках № 6 и № 7 снижение физическои глины ниже, на уровне 14,16-14,80 %. Структурность почвы во всех изученных разрезах на уровне 35,0 %. Пористость почвы на контроле составила 46,15 %. В разрезах с сильнои степенью деградации № 1, № 3, № 5, № 8 и № 9 показатель пористости составила 45,77 %, а в разрезах с умереннои и слабои степенью деградации (разрезы № 2, № 4, № 6 и № 7) на уровне 46,15 %. По содержанию валовых и подвижных форм азота и фосфора почва обеспечена в низкои и сла-бои степени, подвижными формами калия обеспеченность средняя. Если валовои азот в почвенных разрезах был на уровне 0,07-0,09 %, то содержание легкогидроли-зуемого азота 2,03-3,6 мг/100 г.

Сравнивая данные обследования и результаты исследовании можно сделать следующие выводы: согласно критериев, почвы разрезов № 1, № 3, № 5, № 8 и № 9 имеют 3 сильную степень деградации. В разрезах № 2 и № 4 почвы имеют умеренную или вторую степень деградации. Почвы разрезов № 6 и № 7 имеют 1 слабую степень деградации.

В Казталовском раионе полупустын-нои зоны на светло-каштановои солонча-ковои среднемощнои среднесуглинистои почве также было заложено 10 площадок по одному разрезу глубинои до 1,5 метров с отбором почвенных образцов в горизонте А+Вг

Почва участка № 10 заложенный на целине (контроль) имеет следующие агрохимические и агрофизические показатели: Почва светло-каштановая, слабосолонцовая. Мощность горизонта А состав-

ляет 20 см содержание гумуса 1,82 %, мощность горизонта В1 - 15 см, содержание гумуса - 1,56 %. Содержание валового азота, валового фосфора составляет соответственно 0,08 и 0,13 %. Почва недеградированного участка в составе имеет 3,6 мг/100г гидролизуемого азота и 2,19 мг/100г подвижного фосфора. Содержание в почве обменного кальция и обменного магния при емкости поглощения 17,05 мг/экв./100 г на уровне 14,62 и 2,0 мг.экв/100 г соответственно. Фракции механического состава при объемном весе 1,15 г/см3, при пористости 55,77 % составляет 33,7 %.

В ходе изучения почвенного покрова проведено сравнение всех 9 разрезов с участком № 10. Как показывают результаты химического анализа почвенных образцов, в Казталовском раиона разрезы №1, №2 (Коктерекскии сельскии округ) и №9 (Брикскии сельскии округ, п. Мырза-ли) имеют 3 сильную степень деградации. Уменьшение запасов гумуса в профиле А+В в указанных разрезах по сравнению с контрольным участком №10 составило 49,06; 52,4 и 52,64 %. Уменьшение содержания подвижного фосфора по сравнению с среднеи степени обеспеченности в разрезах с сильнои степенью деградации на уровне 41,33-44,0 %. В этих участках отмечено увеличение содержания обменного натрия от емкости катионного обмена на 15,29-16,18 %. Сумма обменных основании в этих почвенных образцах на уровне 17,00-17,02 мг-экв/100 г почвы. Меха-ническии состав данных разрезов средне-суглинистыи, объемныи вес 1,17-1,18 г/см3. Фракции механического состава более 0,01мм в пределах 24,75-24,80 %.

Разрез № 3 был установлен на территории Бостандыкского сельского округа. Согласно критериев данныи участок имеет 2 степень деградированности. По сравнению с исходным пунктом № 10 умень-

шение запасов гумуса в профиле почвы А+В составляет 28,97 %, уменьшение содержания подвижного фосфора по сравнению с среднеи обеспеченностью на уровне 32,67 %. На данном участке отмечено увеличение содержания обменного натрия от емкости катионного обмена 12,35 %. При структурности 40 %, пористости 55,38 % уменьшение содержания физиическои глины было на уровне 17,21 %.

В Казталовском раионе по данным мониторинга и химического анализа почвенного покрова на участке № 7 на территории п. Брик также установлен разрез с слабои степенью деградированности. Почвы участков № 4, 5, 6 и №8 на территории Караобинского и Брикского сельских округов. Согласно критериев эти почвы имеют слабую 1 степень деградации.

На территории Жангалинского раио-на в пределах административных сельских округов Жанаказанскии, Маштек-скаискии, Пятимарскии и Брликскии полу-пустыннои зоны для изучения почвенного покрова на светло-каштановои подзоне было заложено 10 площадок на пастбище.

Как показывают данные исследовании, почвы Жангалинского раиона по физико-химическим, морфологическим своиствам соответствует светло-кашта-новои солончаковои среднемощнои легко - суглинистои почве. В результате полевых почвенных изыскании заложены по одному разрезу глубинои до 1,5 метров с отбором почвенных образцов в горизонте А+В мощностью 28-38,2 см. Содержание гумуса в горизонте А мощностью 17-21 см варьирует по разрезам в пределах 0,87-1,5 %, в горизонте Вг мощностью 10-17,2 см от 0,60 до 0,96 %. Если сравнивать содержание гумуса по всем шурфам с разрезом № 10 (контрольным, которыи был заложен на целине Пятимарском сельском округе), то содержание гумуса в них заметно уступает в пахотном слое, т.е. наблюдается отрица-

тельныи баланс гумуса по сравнению с базовым разрезом № 10.

Так, в разрезах 1-5 уменьшение запасов гумуса в профиле почвы А+В по сравнению с исходным разрезом составило 17,3-19,99 %. В исходном и вышеуказанном разрезах содержания в почве валового азота, валового фосфора составляет от 0,07 до 0,10 и от 0,08 до 0,11 % соответственно. Если в контрольном разрезе № 10 содержания подвижного фосфора было 1,58 %, то в разрезах 1, 2, 3,4 ,5 показатель подвижного фосфора на уровне 1,33-1,35 %. Уменьшения содержания подвижного фосфора по сравнению с средним уровнем обеспеченности в данных разрезах 10,0011,33 %. Данные анализа воднои вытяжки показывают засоление слабои степени (сумма солеи 0,105 %-0,124 %) в горизонте А по разрезам 1-5, при этом наблюдается увеличение содержания суммы водорастворимых солеи. Карбонатность в верхнем гумусовом горизонте отсутствует.

Как показывают данные анализа, согласно критериев оценки, почвы участков № 1-5 имеют первую или слабую степень деградации. Проективное покрытие почвы пастбищнои растительностью на уровне 82-87 %. Разрез № 6 и № 7 находятся на территории пастбищ Маштексаиско-го сельского округа, и эти почвы согласно критериям оценки имеют 2 или слабую степень деградации.

Результатами полевых и лабораторных исследовании установлено, что на территории Жангалинского раиона также имеются почвы с сильнои степенью деградации. Почвы с 3 степенью деградации нами установлены на Жанаказанском сельском округе (разрезы 8 и 9). В этих почах при мощности 28-28,5 см снижение запасов гумуса в профиле А+В по сравнению с разрезом №10 составило 52,2654,72 %. Снижение содержания подвижного фосфора по сравнению с среднеи

обеспеченностью составило 41,33-44,0 %. Увеличение содержания обменного натрия от емкости катионного обмена составляет 18,13-19,38 %.

В Каратюбинском раионе полупус-тыннои зоны, на светло-каштановои подзоне было заложено 10 площадок на пастбище.

Почвенныи покров площадки по физико-химическим, морфологическим сво-иствам соответствует светло-каштановои солончаковои среднемощнои супесчан-нои почве. Контрольном разрезе № 10 (не-деграрированныи участок), которыи находится на территории Шоптыкульского сельского округа содержание гумуса в горизонтах А и В составляет, соответственно 0,95 и 0,76. Мощность горизонта А - 20 см, горизонта Вг- 17,5 см. Если сравнивать содержание гумуса по всем шурфам с разрезом № 10, то содержание гумуса в них заметно уступает как в пахотном слое так и в горизонте В , т.е. наблюдается отрицательныи баланс гумуса. Так, в разрезах № 2, 3, 4, 5, 7, 8 - содержание гумуса составляет в пределах 0,85-0,86 % и в профиле почвы А+В по сравнению с исходным разрезом уменьшены и на 14,21-17,62 %. На участке № 1 (пастбища Коскульского сельского округа) содержание гумуса в слоях почвы А и В составляет 0,75; 0,58 % соответственно. Здесь уменьшение запасов гумуса для слоя А+В по сравнению с контролем на уровне 26,41 %. Содержание гумуса в слоях А+В разрезов № 6 и № 9 (пастбища Шоптыкульского сельского округа) по сравнению с контролем уменьшены 51,14-51,73 % и составили в слое А 0,55 и 0,55, а в слое В 0,44 и 0,45 % соответственно. По данным агрохимического анализа почвенных проб видно, что на участках 2-5, 7 и 8 отмечено увеличение содержания обменного натрия от емкости катионного обмена на 5,33-8,0 %. На участке № 1 увеличение содержания в почве

обменного натрия от емкости катионного обмена на уровне 12,0 %, а на участках № 6 и № 9 увеличение содержания обменного натрия от емкости катионного обмена 16,00-16,67 %. Наиболее высокое снижение содержания подвижного фосфора отмечено на участках № 6 и № 9, соответственно 41,33,42,0 %. Наименьшее снижение содержания подвижного фосфора по сравнению с средним показателем было в разрезах № 2-5,7 и № 8, в этих разрезах уменьшение в пределах от 14,00 до 16,67 %. По механическому составу данные почвы являются супесчаными, содержание частиц <0,01 мм, 13,5-17,41 %. Гра-нулометрическии состав, по природе менее всего подвержена резким изменениям. По сравнению с базовым данными № 10 разреза, остальные девять разрезов имеют меньше физическои глины, вариация по разрезам составляет от 5,43 % до 26,63 %. По содержанию валовых и подвижных форм азота и фосфора почва обеспечена в низкои и слабои степени, подвижными формами калия обеспеченность средняя.

В результате проведенных полевых и лабораторных исследовании нами установлено, что на территории Каратюбин-ского раиона почвы кормовых угодии дег-радированы в разнои степени. Согласно критериев разрезы № 2-5, 7, 8 имея проективное покрытия пастбищнои растительностью от 65 до 85 % деградированы в сла-бои степени. Анализ почвенных образцов разреза № 1 Коскульского сельского округа, указывает на слабую деградацию почвы. На территории Каратюбинского раиона кормовые угодья, расположенные в Шоптыкульском сельском округе (разрезы № 6 и № 9) деградированы сильнои степени.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучением и проведением агрохимических анализов установлены различные

степени деградации почвенного покрова кормовых угодии полупустыннои зоны. Индикаторы деградации почвенного покрова кормовых угодии определены на основания утвержденных экологических критериев оценки земель.

Исследования показывают прямую зависимость деградации растительного и почвенного покровов кормовых угодии. При этом степени деградации в разных изученных раионах были разными. Так, в Бокеиурдинском раионе наиболее дегра-дированы почвы пастбища Саралжинско-го, Уялинского, Бисенского и Урдинского сельских округов. В почвах указанных кормовых угодии снижение запасов гумуса по сравнению с исходным образцом составило 41,58-44,11 %, а увеличение обменного натрия от суммы катионного обмена до 1,39-19,67 %. Остальные площади кормовых угодии имеют 1 и 2 степени деградации и опустынивания. Из всех раионов кормовые угодья деградированы именно в Бокеиурдинском раионе.

В Жангалинском раионе наиболее дег-радированы растительность и почвен-ныи покров пастбищ Жанаказанского сельского округа, на остальнои территории деградация имеет 1 и 2 степени.

По сравнению с Жангалинским раио-ном большие территории кормовых угодии имеют 3 сильную степень деградации в Казталовском раионе. При изучении почвенного покрова пастбищ Коктерек-сого и Брикского сельских округов определены участки с сильнои деградациеи почвенного покрова. На пастбищах указанных сельских округов уменьшение содержания гумуса в почве по сравнению с не деградированным участком составило 49,01-52,64 %, фосфор уменьшился до 41,33-44,0 %, Проективное покрытие пастбищ кореннои растительностью на уровне 20-25 %.

По сравнению с другими раионами полупустыннои зоны в Каратюбинском раионе пастбища и сенокосы деградиро-ваны в меньшеи степени. Сильная степень деградации почвенного покрова

нами установлена только на пастбищах Шоптыкульского сельского округа. Остальная изученная территория кормовых угодии раиона деградированы сла-бои и умереннои степенью.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Иванов В.В. Физико-географический очерк Западного Казахстана / В.В. Иванов // Геогр. сборник АН СССР. М. Л.: АН СССР. - 1990. - Вып. 2. - С. 5-51.

2. Чирков Е. Природные кормовые угодья: эффективность использования и перспективы развития / Е. Чирков, Н. Ларетин, С. Герасименкова // АПК: экономика, управление. - 2009. - № 12. - С.72-76.

3. Рассомахин И. Т. Экологическое направление оценки кормовых угодии сухос-тепнои и полупустыннои зон Приуралья и Заволжья / И. Т. Рассомахин, В.С. Кучеров, Р.Ж. Кожагалиева // Вестник сельскохозяиственнои науки Казахстана. - 2008. - № 5. -С.32-35.

4. Le Houerou H.H. Ecological management of arid grazing land ecosystem / Н.Н. Le Houerou. IUCN. - 2005. - Р. 45-49.

5. Бабаев А.Г. Опустынивание в странах Азии: оценка и меры борьбы / А.Г. Бабаев, И.С. Зонн // Проблемы освоения пустынь. - 2003. - № 2. - С. 10-15.

6. Харин Н.Г. Методические основы изучения и картографирования процессов опустынивания / Н.Г. Харин, Н.Т. Нечаева, А.Г. Бабаев, А.Г. - Ашхабад. Ылым. 1983. - 39 с.

7. Республика Казахстан. Постановления. Об утверждении экологических критериев оценки земель, № 581 [принят. Правительством 7 июля 2007.] - Астана. [2007].

ТYИШ

Зерттеу нэтижесшде мал аза^тьщ ал^аптардын, топыра^ жамылгысынын, жагда-иын, табиги жэне антропогендж факторлардын эсершен олардын деградация жэне шеллеиттенуге ушырату дэрежесш керсетуге жагдаи жасаитын деректер алынды.

RESUME

As a result of researches, the data, allowing estimating the condition of soil cover of the studied fodder grounds are obtained, to show extents of their degradation and desertification, caused by the influence of natural and anthropogenous factors.