Ландшафтно-индикационные методы оценки почвенно-грунтовых условий (на примере Северо-Западного Прикаспия) Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

13. Пуртова А.Т. Марганец, кобальт и медь в почвах Суйфуно-Ханкайской равнины Приморья // Микроэлементы в почвах Дальнего Востока. Ученые записки. - Владивосток, 1969. - Т. 27. - С. 10-44.

14. Тимофеева Я.О., Голов В.И. Железомарганцевые конкреции как накопители тяжелых металлов в некоторых почвах Приморья // Почвоведение. - 2007. - № 12. - С. 63-71.

15. Тимофеева Я.О. Накопление и фракционирование микроэлементов в почвенных железомарганцевых конкрециях различного размера // Геохимия. - 2008. - № 3. - С. 293-301.

---------♦----------

УДК 631.40 ФД. Алахвердиев, А.А. Абумуслимов, Д.Ф. Алахвердиева

ЛАНДШАФТНО-ИНДИКАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПОЧВЕННО-ГРУНТОВЫХ УСЛОВИЙ (на примере Северо-Западного Прикаспия)

В статье рассматриваются проблемы индикации почвенно-грунтовых условий Северо-Западного Прикаспия. В работе исследованы растительные индикаторы, использованные для прогнозирования, динамики и эволюции ландшафтов.

Ключевые слова: индикация, почвенно-грунтовые условия, ландшафт, Северо-Западный Прикас-пий, растительный индикатор, экосистема.

F.D. Alakhverdiev, A.A. Abumuslimov, D.F. Alakhverdieva

LANDSCAPE AND INDICATIVE TECHNIQUES FOR SOIL CONDITION ESTIMATION (on the North-Western Prikaspiy example)

The issues of soil condition indication in the North-Western Prikaspiy are considered in the article. Vegetative indicators being used for forecasting, dynamics and evolution of the landscapes are researched in the article.

Key words: indication, soil conditions, landscape, North-Western Prikaspiy, vegetative indicator, ecosystem.

Существуют различные методы оценки почвенно-грунтовых условий, практическая ценность которых не подвергается сомнению. В настоящее время нашли широкое применение ландшафтно-индикационные методы для оценки природных условий в связи с интенсивным хозяйственным использованием природных ресурсов с целью совершенствования мероприятий по рациональному их использованию и охране. Преимущество этого метода заключается в его использовании в труднодоступных районах и при проведении аэрокосмических исследований.

В статье прослеживается значимость ландшафтно-индикационных исследований на примере изучения почвенно-грунтовых условий Северо-Западного Прикаспия. Изучаемый ландшафт образует полынная полупустыня с господством наиболее солеустойчивых и засухоустойчивых видов полыни (полынь солончаковая, полынь белая). Флористический состав полынников беден. Из многолетних злаков в небольших обилиях произрастают типчак, бородач кровеостанавливающий, встречаются ковыль волосатик, ковыль каспийский. Часто присутствуют некоторые однолетние галофиты (из группы умеренносочных), климакоптеры, курай, встречаются каперсы.

Усиленный выпас ведет к тому, что многолетние злаки постепенно уступают место эфемерам, таким, как мортук, ячмень заячий, мятлик луковичный, костер растопыренный.

Исследуемый ландшафт связан со светло-каштановыми почвами. Нами это было проверено на примере опорных площадей на 24 участках, расположенных в трех хозяйствах исследуемой территории: Бе-лиджи, Аглаби, Нюгди.

В результате упомянутая связь вполне четко подтвердилась как для флористически более бедных, почти одновидовых сообществ полыней на вершинах увалов, так и для несколько более богатых полынников, где преобладали ковыльно-полынные ценозы (табл. 1).

Таблица 1

Связь различных групп ландшафтов полынной полупустыни с почвами

Группа ландшафтов Вариант почв Число участков на опорных площадях в пределах хозяйств

Белиджи Аглаби Нюгди Всего

Полынники увалов Светло-каштановые 4 4 5 13

Слабосолонцеватые Светло-каштановые солонцеватые 1 0 0 1

Ковыльные полынники Светло-каштановые понижений и склонов 7 3 1 11

В фон полынной полупустыни вкраплены площади с проявлениями смытости и засоления. Эти площади исследованы нами более подробно, причем оказалось возможным выявить эктоярусы индицирующих их микроландшафтов.

Итак, среди ландшафтных индикаторов смытых и щебенистых участков выделились две типичные группы:

1. Первую группировку представляют крупные участки склонов южной и юго-восточной экспозиции с разреженными группировками нагорных ксерофитов. Как показывают наши данные, физиономически эти площади выделялись на фоне полынников нечетко (так как здесь было много белоопушенных и светлоокрашенных ксерофитов, сливавшихся с общей окраской полынника) и опознавались, главным образом, по разреженности покрова и малому покрытию; вследствие этого здесь просвечивала почва. Для них было характерно обилие терескена, тимьяна дагестанского и дубровника беловойлочного, тысячелистника благородного, синеголовника, чебреца Маршалла. Белая и солончаковая полынь здесь почти отсутствовали. Нами было изучено пять участков с данным микроландшафтом. Результаты сведены в табл. 2.

Таблица 2

Почвенно-грунтовые условия на склонах южной и юго-восточной экспозиции под группировками нагорных ксерофитов и терескена

№ участка Внешний облик микроландшафта Почвенно-грунтовые условия

Почва светло-каштановая Подстилающая порода

1 2 3 4

1 Узкий мыс увала, выступающий на юг. Одновидовая заросль тимьяна дагестанского, изредка дубровник беловойлочный Смытая горная, но не выраженная. На поверхности светлобурый суглинистый горизонт с прожилками карбонатов; немного щебня; мощность не более 30 см Плотный бурый суглинок с карбонатными стяжениями («белоглазка»)

2 Склон южной экспозиции ниже участка №1; смешанная заросль тимьяна дагестанского с участием ковыля каспийского Смытая, горизонт А сокращен до 3 см; глубже суглинистый горизонт, описанный выше на участке №1 Такая же, как и на участке №1

3 Склон южной экспозиции с очень разреженным белополынником при значительном участии синего ловника, бородача, терескена; последний хорошо заметен на местности Смытая прямо с поверхности; корочки и выцветы солей (гипс); глубже красноватый суглинистый горизонт с гнездами солей Красно-бурый суглинок со стяжениями карбонатов

Окончание табл. 2

1 2 3 4

4 Ложбины на склоне южной экспозиции ниже участка №3; разреженные группировки тимьяна дагестанского и крупного злака -лисьего чия Смытая, с поверхности палевосерый супесчаный горизонт, комковатый с налетом солей по отдельностям, горизонт А не выражен Пылевая глыбистая супесь с прожилками солей

5 У вершины увала, на склоне юговосточной экспозиции заросль терескена и лисьего чия Смытая, с поверхности серый плотный суглинистый горизонт с гнездами песка (выходящими на поверхность) Суглинок с редкими прослоями супеси и песка

На немногих участках (всего 3) у верхней границы полынной полупустыни, там, где она граничит со степями, на склонах юго-восточной экспозиции были встречены небольшие площади зарослей держидерева. На них развиты крайне смытые почвы, и склоны в этом месте были сильно эродированы (табл. 3).

Таблица 3

Почвенно-грунтовые условия под зарослями держидерева в поясе полупустыни

№ участка Внешний облик Почвенно-грунтовые условия

микроландшафта Почва светло-каштановая Подстилающая порода

1 Группа кустов держидерева по верховьям глубоких промоин на склоне юго-восточной экспозиции С поверхности бурый суглинистый горизонт с массой включений карбонатов Бурый карбонатный суглинок

2 То же при участии каперсов по циркообразной оплывине до 4 м в диаметре на склоне южной экспозиции Едва намеченный гумусированный сло й до 3 см; ниже серый суглинистый горизонт с гнездами солей Серый суглинок с гнездами солей

3 То же при участии каперсов и верблюжьей колючки по оплывине до 10 м в диаметре на склоне южной экспозиции С поверхности темно-бурый суглинистый горизонт Бурый карбонатный суглинок

Осмотр описанных участков позволяет предположить, что здесь имело место оплывание суглинистых склонов под влиянием местных выходов вод (на что, возможно, указывает присутствие влаголюбивых видов

- верблюжьей колючки и каперсов). Обращает внимание очень четкая заметность данного ландшафтного индикатора на фоне местности. По своим размерам он, очевидно, должен быть хорошо виден и на крупномасштабном аэрофотоснимке. Вероятно этот индикатор интересен не только как показатель смытости, но и как указатель развития оплывин. Однако, поскольку он изучен нами на очень малом количестве участков, его нельзя считать надежным.

2. Своеобразные включения в полупустынный подтип представляют низины с петросимонией и кам-форосмой. Эти микроландшафты сохранились на небольшом числе участков, но представляют значительную индикационную ценность, так как позволяют распознать наиболее засоленные трудноосваиваемые земли. Пренебрежение этими индикаторами (особенно петросимониевой ассоциацией) ведет к неблагоприятным последствиям. Часто приходится видеть в приморской полосе обширные неглубокие понижения с посевами, по окраине которых сохранились участки группы ассоциаций петросимоний, очевидно, ранее занимавшие все понижения. На таких «послепетросимониевых» участках посевы обычно угнетены, растения недоразвиты, на почве наблюдаются выцветы солей. Использование фитоиндикаторов, несомненно, дало бы возможность агрономам более рационально разместить посевные участки и обойти депрессии с засоленными почвами. Поэтому важность рассматриваемых индикаторов бесспорна.

Петросимониевые группировки формируются на пониженных элементах рельефа, окружая их в виде пояса. В центре, в наиболее влажных местах, - сарсазан шишковатый, солерос травянистый, лебеда бородавчатая. Этот тип микроландшафтов довольно часто окаймляется по верхней границе понижения кочковатыми белополынниками с камфоросмой.

В травостое преобладают камфоросма, полынь белая. Среди злаков часты, но не постоянны, эфемеры (мятлик, мортук). Строение растительного покрова пятнистое, мозаичное, обусловленное распределением экземпляров камфоросмы и формирующихся около них фитогенных кочек. Часто флористический состав сокращается до чистой камфоросмовой заросли. В неглубоких понижениях петросимониевые группировки занимают дно, а камфоросмовые - борта; сарсазан в центре понижения в этих случаях отсутствует. Наконец, если понижение очень уплощено и имеет вид неглубокого блюдца, то камфоросма может покрывать его сплошь.

Оба эти микроландшафта индицируют солонцеватость и солончаковые вкрапления в фон полынни-ков. Значение их видно из табл. 4.

Таблица 4

Подтипы почв под понижениями с белополынно-камфоросмовыми сообществами и сообществами

петросимонии

Сообщество (группа ассоциаций) Подтипы почв Число участков на опорных площадях

Алкадар ГФЗ Хивского района ГФЗ Курахского района а в о н за ох хе ой С Ге м. и е ы н ичн а мин тва N 1« допи хоз о л П Всего

Белополынно- камфоросмовое Светло-каштановые солонцеватые среднемощные 1 6 5 - 2 14

Белополынно- камфоросмовое Светло-каштановые несолонцеватые 1 - - - - 1

Петросимониевое Светло-каштановые солончаковые - - 2 - - 2

Петросимониевое Солонцеватые солончаки (глыбистые) 2 8 5 1 1 17

Заметность этих микроландшафтов на местности и на аэрофотоснимке не одинакова. Белополынно-камфоросмовые сообщества на тех аэрофотоснимках, которые нам приходилось выборочно просматривать, вообще не опознавались. Группа ассоциаций петросимонии опознавалась довольно хорошо благодаря наличию в ней тамарикса щетинистого. Он никогда не был настолько многочислен, чтобы возможно было говорить о его особом ярусе или о его доминировании, но присутствовал постоянно. Большей частью тамарикс окаймлял солончаковые понижения и в меньшей мере был рассеян по их дну. Его экземпляры создают редкую, но четкую точечность на аэрофотоснимках, позволяющую опознать петросимониевые сообщества. В других сообществах он отмечен нами только эпизодически. Заслуживает внимания то, что тамарикс может быть использован как индикатор при восстановлении бывших контуров группы ассоциаций петросимонии, так как экземпляры его остаются обычно невыкорчеванными на посевах в качестве реликтов исчезнувшего сообщества петросимонии.

Довольно разнообразными являются различные ландшафты, относящиеся к солончаковой пустыне приморских районов. Классификация солончаковых пустынь включает ряд относящихся сюда подтипов (16),

из которых в изученных районах представлены в основном три, а именно: мелкобугристые солончаки с сар-сазаном, крупнобугристые солончаки с фитогенными буграми (чукалаками) и солончаковые луга. Макроландшафты эти находятся в довольно сложных взаимоотношениях. В большинстве случаев они лежат не изолированно, а образуют сопряженные ландшафтно-генетические ряды. Последние развиваются по различным понижениям, вкрапленным либо в фон полыней полупустыни, либо в фон песков; понижения эти могут быть разнообразны по конфигурации: то замкнутые, овальные или округлые, то вытянутые, извилистые. Генезис первых, вероятно, связан отчасти с морскими лагунами, а генезис вторых - с нефункционирующими старыми протоками речных дельт. Расположение различных микроландшафтов довольно постоянно. Центр понижения занимает сор, лишенный растительности. Он окаймлен полосой мелкобугристого солончака с сарсазаном, лежащим на одном уровне с сором. Далее, гипсометрически несколько выше (но не более чем на один метр), располагается переходная полоса, где с сарсазаном сочетаются солеустойчивые злаки (ажрек, бескильница). Она постепенно переходит в более высокий уровень, на котором лежат солончаковые луга из тех же злаков. Однако среди них часты вкрапления сарсазана (большей частью угнетенного или погибшего). Луга являются самым внешним поясом ряда и контактируют или с окружающей полынной полупустыней, или с песчаными массивами. Плавность переходов от одного звена ряда к другому, а также наличие экологических реликтов мелкобугристого солончака среди солончаковых лугов, позволяют предполагать, что данный ряд индицирует процесс постепенного выщелачивания и рассоления солончаков, возникших в упомянутых бессточных или слабопроточных полупустынях. Начальным звеном ряда, очевидно, являются соры, лишенные растительности, которые позже эволюционируют в мелкобугристый солончак, сменяющийся солончаковым лугом. Такой характер смен подтверждается некоторыми данными о засолении почв в различных ландшафтах района, расположенного восточнее Большой Турали.

В табл. 5 заметно снижение суммы солей по мере перехода от мелкобугристых солончаков к лугам. Микроландшафты № 2-3 занимают, очевидно, промежуточное положение в ряде.

Таблица 5

Засоление почв под микроландшафтами солончаковой пустыни (по водной вытяжке)

Содержание ионов, %

ТО 1— 0 то т 01 Эктоярус микролан- дшафта Глубина отбора, см Сумма солей, %

" со о о л о "Г о со =03 О + =03 г

1 Мелкобугристый солончак с сарсазаном 27-60 140-150 40 6,2 0,8 69,3 29,9 10,1 26,0 63,9

Комплекс мелкобуг-

2 ристого солончака с бескильницевым лугом 140-150 2,8 1,4 72,1 26,5 14,5 4,5 81,0

Ажрековый луг с 0,5 4,5 — - — — — —

3 единичными фраг- 10-20 1,7 - - - - -

ментами мелкобуг- 30-50 1,7 - - - - -

ристого солончака 80-100 1,2 - - - - -

4 Ажрековый луг с полынью 100-110 17,2 1,2 10,1 88,7 9,2 4,1 86,7

5 Ажрековый луг с 100-110 2,0 - - - - - -

кустами тамарикса 215-230 0,9 - - - - - -

На фоне мелкобугристых солончаков встречаются крупнобугристые участки. Их образуют чукалаки, то есть крупные фитогенные бугры. Они описывались также под названием кучевых песков [1]. Чукалаки формируются, главным образом, около кустов разных видов тамариксов, а также селитрянки и дерезы русской. Чаще всего они располагаются на фоне мелкобугристых сарсазанников, что подтверждает гипотезу С.В. Викторова [2] об их образовании из рыхлой смеси частиц мелкозема и солей, слагающих микробугорки у экземпляров сарсазана. На разрезах была отчетливо видна косая слоистость, причем рыхлый минеральный материал чередовался с тонкими прослоями тамариксового опада (мощностью от 2 до 7 см). Распределение бугров было случайным и беспорядочным. Ассоциированность чукалаков в цепи или полосы мы не наблюдали, поэтому связать их присутствие с какими-либо тектоническими факторами не представлялось возможным. Довольно четкой оказалась связь чукалаков с грунтовыми водами. Присутствие их на солончаке всегда указывало на наличие уровня грунтовых вод не глубже чем 5 м (если же по склонам чукалака произрастал еще и тростник, то вода вскрывалась на глубине менее 3 м). В табл. 6 приведены данные по скважинам ручного бурения, пробуренным у подножия тамариксовых чукалаков на Аграханском полуострове.

Таблица 6

Некоторые данные о грунтовых водах в комплексах мелкобугристых солончаков и солончаковых лугов с группами чукалаков около кустов тамарикса

Район Глубина залегания, м Сумма солей, г/л Формула солевого состава, %

Пос. Лопатин 1,7 8,8 а 63, SO4 36, Na 78, Mg 16, Ca 6

Остров Чечень 0,9 11,6 SO4 51, СІ 41, НСОз 8, Na 62, Мд 28, Са 10

Пос. Рыбпром 1,8 8,7 Не определена

Южная окраина Агра-ханского полуострова 0,7 0,9 0,5 12,8 9,7 18,0 -

Широкое распространение в песчаных массивах описываемого региона имеют своеобразные микроландшафты, эктоярус которых определяется сочетанием котловин выдувания с развивающимися в них сообществами влаголюбивых растений, которые должны быть, очевидно, причислены к чуротам. Среди них наиболее распространены котловины выдувания с зарослями тростника южного. Положение этих зарослей в котловине различно: в одних случаях они располагаются в самой глубокой части котловины, на ее дне, в других - на склонах, а иногда почти у самой вершины барханов, гряд или бугров, ограничивающих котловину. Причины этого неравномерного распределения зависят, очевидно, от перемещения песчаных масс в котловину и около нее. Тростниковые заросли, лежащие на склоне, отвечают иной, более ранней стадии развития котловины, когда они располагались на дне последней. Но так как они экранировали ветропесчаный поток, то были постепенно погребены песком и произошло перераспределение форм рельефа: там, где было дно котловины с зарослью тростника, возникли песчаные бугры, а там, где зарослей не было, возникла котловина. Тростник при захоронении его песчаным материалом активизирует свой рост и обычно поднимается над поверхностью песка; так возникают заросли, лежащие на склонах и у вершин.

Это объяснение, предложенное Е.А. Востоковой, А.В. Шавриной, С.Г. Ларичевой [3], удовлетворительно объясняет генезис появления тростника на склонах.

Состав зарослей разнообразен. Те из них, которые лежат на склонах, чаще всего образованы одним лишь тростником с незначительным участием ивы (другие растения плохо выносят засыпание песком). Те заросли, которые располагаются на дне котловины, флористически довольно богаты. При этом виды, сопутствующие тростнику, имеют большое гидроиндикационное значение. В чистых зарослях тростника в присутствии единичных экземпляров тополя и ивы минерализация не превышает 1,5 г/л. При примеси других видов (софоры, солодки, верблюжьей колючки) минерализация колеблется от 1 до 3 г/л. Наименьшую минерализацию имеют чуроты, дно которых занято зарослями вайды песчаной и донника лекарственного (реже донника белого). Такие чуроты не часты и рассеяны, главным образом, в северной части приморских песков

ближе к долине р. Кумы. Они имеют характерную воронковидную форму, небольшую глубину и тяготеют к сильно развеянным барханным пескам. Минерализация воды (по результатам исследования трех участков) не превышала 0,5 г/л.

Среди полынной полупустыни, в ее приморских частях, нами были отмечены плоские слабозаметные, но обширные понижения, характеризующиеся господством пастбищных сорняков - гармалы и итцегека. Обращает внимание тот факт, что эти виды принадлежат к сорнякам, являются одновременно фреатофитами.

С.В. Викторовым [4] описаны аналогичные понижения в пустыне Средней Азии под местным названием «урпа» или «орпа». В пустынях Северной Африки аналогичные ландшафты известны под названием «дала». Генезис их, очевидно, связан с суффозионными процессами. По существующим представлениям понижения этого типа связаны с локальными скоплениями верховодок (либо временных, либо длительно существующих), имеющими, вероятно, инфильтрационное происхождение и обусловленными поверхностным стоком осадков в эти депрессии. На местности такие понижения выявляются очень отчетливо благодаря зеленому аспекту итцегека и гармалы, которые, как фреатофиты, сохраняют свою окраску в течение всего лета. В ряде их расположены колодцы, а в некоторых депрессиях удалось провести ручное бурение до глубины не более 2,5 м. Анализ проб воды представлен в табл. 7.

Таблица 7

Грунтовые воды в депрессиях типа «урпа»

Сумма солей, % Формула солевого состава, % мг/экв Физиономический облик депрессий

0,7 НСОз 86, СІ 8, Na 52, Мд 26, Са 22 Блюдцевидная депрессия с сообществом итцегека при участии полыни

0,8 SO4 66, НСОз 24, СІ 10, Са 46, Мд 42, Na 10 Пологая депрессия с сообществом гармалы при участии эфемеров

0,9 Не определена Пологая депрессия со сплошной зарослью итцегека

1,0 СІ 70, НСОз 20, Na 64, Мд 20, Са 16 Депрессия несколько террасирована. Поясной комплекс сообществ итцегека, гармалы и верблюжьей колючки

2,5 СІ 54, НСОз 28, SO4 16, Na 68, Мд 16, Са 16 Поясной комплекс сообществ итцегека, серой полыни на довольно глубокой депрессии

2, 8 СІ 66, SO4 24, НСОз 10, Na 60, Мд 22, Са 16 Поясной комплекс адраспана, итцегека кустарникового вьюнка в пологой депрессии

2,8 СІ 82, SO4 11, Na 72, Мд 16, Са 11 Террасированная депрессия с итцегековым сообществом

4,0 СІ 78, SO4 16, НСОз 6, Na 60, Мд 22, Са 18 Пологая депрессия. Серополынно-эфемерово-адраспановое сообщество

4,0 СІ 64, SO4 з0 Na 70, Мд 18, Са 11 Пологая депрессия. Итцегековое сообщество с чи-ем, солодкой, софорой

4,5 СІ 50, SO4 48 Na 54, Мд 24, Са 22 Террасированная депрессия с гармалой и верблюжьей колючкой

Сопоставление данных, полученных нами для описанных понижений, показывает их большое сходство с теми, которые рассеяны на равнинах Мангышлака и Устюрта [3]. В частности, интервалы глубин залегания грунтовых вод и их минерализации совпадают полностью.

Рекогносцировочные индикационные исследования приморской части Северо-Западного Прикаспия позволяют отметить значительное сходство индикационных закономерностей этого региона с теми, которые отмечены для Северо-Восточного Прикаспия и для Арало-Каспийского водораздела в целом. Это позволяет наметить задачу создания обобщающей справочной индикационной монографии по всему АралоКаспийскому региону. Подобный труд должен заключать в себе не только описание ландшафтных индикато-

ров, их индикационного значения и признаков дешифрирования, но и анализ возможностей их пространственной экстраполяции, а также проблем индикационного районирования.

Литература

1. Захаров С.А. Кучевые пески на солончаках Дагестана // Природа. - 1948. - № 9. - С. 55-56.

2. Викторов С.В. Ландшафтные индикаторы гидрогеологических и инженерно-геологических условий в

районах орошения и обводнения земель. - М.: Недра, 1976. - 66 с.

3. Востокова Е.А., Шаврина А.В., Ларичева С.Г. Справочник по растениям-индикаторам грунтовых вод и

грунтов в южных пустынях Советского Союза. - М.: Госгеолтехиздат, 1962.

4. Викторов С.В. Использование индикационных географических исследований в инженерной геологии.

- М.: АН СССР, 1955. - 199 с.

---------♦-----------