CC BY
51
АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2015, том 21, № 1 (62), с. 22-28
————— СИСТЕМНОЕ ИЗУЧЕНИЕ АРИДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ —==———
УДК 631.48
ОСОБЕННОСТИ ПОЧВЕННОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ АРИДНОГО КЛИМАТИЧЕСКОГО РЕЖИМА
© 2015 г. С.А.Мамаев1, М.А.Баламирзоев2, М.З.Залибекова1
1 Институт геологии Дагестанского научного центра РАН Россия, 367030Махачкала, ул. Ярагского,д. 75 2Прикаспийский институт биологических ресурсов Дагестанского научного центра РАН Россия, 367000Махачкала, ул.Гаджиева, д.45. Email: pibrdncran@mail.ru, dangeogis@mail.ru
Поступила 14.06.2014
Представлена новая цифровая почвенная карта Республики Дагестана в масштабе 1:400000, составленная с использованием современных ГИС технологий. Показано современное состояние почвенного покрова, проведен количественный и качественный учет почвенных ресурсов.
Ключевые слова: геоморфология, рельеф, ГИС технологии, почвенная карта, почвенные ресурсы, эрозия, засоление, деградация, мелиорация, плодородие.
О значимости почвенных карт в изучении закономерностей пространственного распространения почв и характера влияния природных факторов указал В.В. Докучаев подчеркивается, что комплексные почвенно-картографические материалы являются фундаментальной основой рациональной организации территории и планировании отраслей народного хозяйства. В почвенных картах отражаются смена таксономических единиц, характер чередования контуров, размеры их, пестрота, контрастность в динамическом и статистическом состоянии. Это особенно важно, для республики Дагестан, где геолого-геоморфологические и климатические особенности территории обусловили многообразие и комплексность ландшафтов и почв в системе широтной и вертикальной зональности.
В результате глобальных процессов потепления климата, а также чрезмерных антропогенных воздействий на почвенный покров, в Дагестане заметно возросли площади земель подверженных деградации, вторичному засолению, водной и ветровой эрозии. Идут процессы остепнения почв и эволюции на подтиповом и видовом уровне.
Возникла необходимость инвентаризации почвенно-картографических материалов прошлых исследований (Докучаев, 1899; Зонн, 1944, 1946; Солдатов, 1956; Керимханов, 1976; Добровольский, Федоров, Стасюк, 1991; Баламирзоев, 1982, 2008; Молчанов, Можаров, Стасюк, Федоров, 1990; Залибеков, 1995, 2010) и создание усовершенствованной детализированной геоинформационной системы «Почвы Дагестана».
Цифровая почвенная картография (ЦПК) это создание и компьютерное производство почвенных пространственных информационных систем путем использования полевых и лабораторных методов наблюдений в совокупности с системами логического вывода для пространственных и не пространственных почвенных данных.
ЦПК ориентирует почвоведа-картографа на использование современных технических средств измерения первичной полевой информации, использование информации о переменных факторах среды (цифровые модели рельефа, данные дистанционного зондирования, геологические карты и др) ее унифицированное хранение и обработку методами пространственного анализа (ГИС, геостатистика, математические и статистические модели).
В 2011 г. была завершена работа над составлением электронной почвенной карты Республики Дагестан (масштаб 1:400000), с использованием ГИС-технологий и накопленного в предшествующие годы богатого материала о почвах Дагестана (Залибеков З.Г., Баламирзоев М.А., Мамаев С.А., Идрисов И.А., 2012). Классические методы составления почвенной карты и применение
дистанционных методов исследований явились фундаментальной основой картографических разработок, что дало возможность отразить современное состояние почвенного покрова. Использование топографических карт и дешифровки космических снимков, данные полученные при крупномасштабных почвенных исследованиях, обеспечили данной карте объективность, наглядность и высокую информативность.
Таблица 1. Схема размещения природных ландшафтов и почв в высотной поясности Дагестана. Table 1. the diagram of natural landscapes and soil altitude location in Daghestan.
Геоморфол огические провинции Природные ландшафтные пояса Высота над уровнем моря (м) Типы почв
Низменная Засушливые полупустынные степи, пойменные луга и леса от -27 до +150 Комплексы лугово- болотных и луговых засоленных почв. Аллювиально-луговые; лугово-лесные; лугово-каштановые; каштановые; солончаки и солонцы
3 я Сухостепной пояс злаково-полынных степей и ксерофитных кустарников от 150 до 350-400 Каштановые (Ю.ЮЗ), Коричневые (С.СВ)
а о г ч е £ Лесостепной пояс ксерофитных лесов и кустарников от 350(400) до 600(700) Коричневые
Лесной пояс от 600 до 1200 Горные бурые лесные
я р о u е Горно-степной пояс от 700 до 1100 Горно-каштановые
Субальпийский лугово-степной пояс от 900 до 1600(1700) Горные лугово-степные; горно-луговые чернозе- мовидные
д е и Субальпийский лу- гово-лесной и луговой пояс от 900 (1000) до 1800 Горные бурые лесные; горные лугово-лесные скрытооподзоленные, горно-луговыА
3 я а о Субальпийский луговой и лесолуговой пояс От 1900 до 2200 (2500) Горно-луговые Дерновые, горные бурые лесные, горные лугово-лесные
Альпийский луговой пояс от 2500 до 3000 (3200) Горно-луговые
(ч о W о о Субнивальный пояс от 3200 до 3600 (3700) Обнаженные скалы и осыпи, почв нет; пятна мхов и лишайников
3 м Нивальный пояс вечных снегов и ледников от 3600 (3700) и выше Вечный снег
Основой для геоинформационной системы «Почвы Дагестана» явилась электронная карта-топооснова масштаба 1:100000, созданный на программном продукте Esri АгсGIS 9.0. Бумажный вариант карты со всеми объектами был сканирован, оцифрован как специализированный слой, с возможностями редактирования. Затем в АгсGIS осуществлена привязка карты-основы к мировой координатной сетке и перевод пространственных объектов в электронную форму. Для этого использовались возможности приложения АгсСаtalog. В этом приложении создаются шейп-файлы, в которых будут содержаться пространственные объекты. При создании шейп-файла ему задается соответствующее имя и определяется тип объектов, которые он будет содержать (линии, точки, полигоны). Выбирается предопределенная система координат в диалоговом окне «Свойства пространственной привязки». Эти свойства не могут быть изменены после создания шейп-файла. Для нового шейп-файла необходимо определить атрибуты. Этот процесс стоит обособленно от создания
объекта. В свойствах шейп-файлов добавляются необходимые для его характеристики поля. Например, для шейп-файла «реки», добавляется поле «Название», для шейп-файла «изолинии» добавляется поле «Высота». После добавления атрибутивных полей начинается процесс редактирования в АгсМар. Этот этап наиболее трудоемкий. Его выполнение требует больших временных затрат, так как в зависимости от особенностей обрабатываемого картографического материала количество пространственных объектов в одном шейп-файле может достигать сотен тысяч.
Результаты исследований и обсуждение. Цифровая почвенная карта Дагестана (рис) имеет фундаментальное и прикладное значение. Она показывает современное состояние почвенного покрова и направление почвообразовательных процессов в условиях антропогенных воздействий. Почвенная карта позволяет провести качественный и количественный учет земельного фонда в разрезе административных районов республики, наметить перспективы освоения и эффективного использования земельных ресурсов. Она служит основой для разработки земельного кадастра и оценки земель.
В почвенной карте Дагестана отражен весь спектр пестроты, мелконтурности и неоднородности почвенного покрова, обусловленной сложностью орографии и геоморфологического строения территории в системе вертикальной высотной поясности. Система почвенных таксономических единиц дана согласно «Классификации и диагностики почв Дагестана» (1982), разработанной по инициативе Дагестанского отделения Всесоюзного общества почвоведов им. В.В. Докучаева в соответствии с указаниями «Классификации и диагностики почв СССР» (1977).
Почвенно-картографический учет проведенный нами показывает, что из общей площади территории республики (5,3 млн.га) 51% земель подвержены водной и ветровой эрозии, 38%-засолены в различной степени, из них более 500 тыс.га составляют солончаки, 2% геологические отложения, включая выходы твердых пород и ледников. И только 8% почвенного покрова представлены сравнительно качественными высокоплодородными почвами. Отводы земель, не используемые в сельскохозяйственном обороте, составляют 11% (табл.2).
Таблица 2. Соотношение почвенного покрова РД от ее общей площади. Table 2. Ratio of soil cover with it total area in Daghestan.
№№ п/п Состояние почвенного покрова млн.га %
1. Подвержены водной и ветровой эрозии 2.7 51.0
2. Засолены в различной степени 2.014 38.0
3. Не используемые в сельскохозяйственном обороте, включая внутренние водоемов 0.586 11.0
Горные и предгорные речные долины занимают около 70 тыс. га. Здесь в специфических условиях горнодолинного почвообразовательного процесса, на аллювиальных и аллювиально-делювиальных илистых отложениях подстилаемых галечниками, формировались интразональные горнодолинные почвы лугового, лугово-каштанового и лугово-лесного типов почвообразования. Они резко отличаются от их аналогов, образование которых протекает на делювии межгорных понижений в суходолах предгорий, где материнские породы засолены. Широкое распространение получили на аллювиальных и морских отложениях Прикаспийской низменности, где почвогрунты засолены в разной степени. Почвы предгорных и горных речных долин, вследствие благоприятных водно-физических свойств и отсутствия засоления являются лучшими почвами для возделывания плодовых насаждений (Баламирзоев, 1982).
Почвенный покров низменной провинции Дагестана представлен темно- каштановыми (6,68 тыс.га), каштановыми (37,95 тыс.га), светло- каштановыми (496,0 тыс.га), лугово-каштановыми (375,8 тыс.га), луговыми (416,5 тыс.га), лугово-лесными (36,3 тыс.га), аллювиально-луговыми (160,6 тыс.га), лугово-болотными (76,2 тыс.га) почвами и солончаками (542,5 тыс.га). Пески, развеваемые и слабозакрепленные, занимают 355,6 тыс.га. Отдельными пятнами среди засоленных разностей представлены солонцы в комплексе с солонцевато-солончаковыми лугово-каштановыми и луговыми почвами.
Рис. Цифровая почвенная карта Республики Дагестан. Fig. Digital soil map of Daghestan АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2015, том 21, № 1 (62)
Лучшими почвами низменной провинции являются темно-каштановые, лугово-лесные и незасоленные аллювиально-луговые и лугово-каштановые почвы, пригодные под все сельскохозяйственные культуры в условиях орошения.
В предгорной провинции почвенный покров преимущественно представлен горными бурыми лесными (287,2 тыс.га), коричневыми (171,9 тыс.га) и каштановыми (230,5 тыс.га) типами почв. Лучшими по качеству и плодородию являются коричневые и темно-каштановые почвы, рекомендуемые для возделывания богарных виноградников.
В горной провинции распространены горно-каштановые (66,5 тыс.га), горно-луговые, черноземовидные (158,7 тыс.га), горные бурые лесные (292,6 тыс.га), горные лугово-степные (125,2 тыс.га), горные лугово-лесные (18,8 тыс.га) и горно-луговые почвы (1,3 млн.га). Для большинства почв характерна маломощность и щебнистость почвенного профиля. Самыми плодородными почвами горной провинции являются горно-луговые черноземовидные почвы. В земельном фонде республики они занимают незначительную площадь (около 164,0 тыс.га) и являются лучшими для возделывания картофеля, зернобобовых культур и сенокосов. В высокогорной провинции наибольшее распространение получили субальпийские и альпийские горно-луговые почвы (606,8 тыс.га). Вместе с горно-луговыми маломощными и примитивными почвами площадь их достигает 1016,6 тыс.га или около 20% от площади республики.
Важной особенностью почвенной карты Дагестана является генерализация контуров в зональном аспекте и оптимальное отражение информации. При генерализации контуров анализирован общий ареал природных провинций и выявлены миграционные границы основных типов и подтипов почв, характерных отдельным регионам. Обобщение слияния контуров исходных карт проведено в соответствие с генерализованными стежками, принятыми за основу почвенной карты. При обособлении генерализованных границ почвенных контуров учитывались фоновый уровень доминирующих разностей и общий рисунок почвенного покрова. Учтены также особенности гумидно-предгорной, аридно-предгорной зональностей и явления миграции почвенных зон. На карте отражены сложные комплексы с пестрым фитогенным, литогенным фонами. Сравнительная оценка представляемой почвенной карты Дагестана с характерами 30-х годов показывают общую эволюцию почвенного покрова с последовательным формированием изменений в составе
и свойствах почв, структуре почвенного покрова в направлении развития аридизации и опустынивания.
Рассматривая почвенный покров Дагестана в разрезе природных провинций следует констатировать, что из общей площади низменной провинции Дагестана, равной 2,445 млн.га, почвы с явными признаками засоления, распространены на площади 1,847 млн.га. Следовательно, только около 600 тыс.га земель представлены незаселенными почвами.
Суммарная площадь солончаков, песчаных массивов, ледников, обнажений коренных пород, составляющая около 986 тыс.га представляет собой земельный фонд, не используемый в сельском хозяйстве или имеющий выборочный и весьма ограниченный характер использования. Если к этому добавить и лесной фонд, а также площади лугово-лесных скрытооподзоленных кислых почв, имеющих почвоохранное значение, то в сумме она достигает 1,4 млн.га. Весьма ограниченное использование имеют также примитивные горно-луговые почвы, площадь которых превышает 145,0 тыс.га. Стало быть, из сельскохозяйственного оборота выпадает почти 1,6 млн.га земель или 30% от общей площади территории республики.
По данным бонитировки почв (Баламирзоев, Керимханов, Аличаев, 1981; Баламирзоев, 2008) соотношение площадей почв республики по качеству и плодородию, выглядит следующим образом: лучшие почвы (баллы бонитета 81-100) составляют 280 тыс.га (5,28%); хорошие почвы (баллы бонитета 61-80)-1307 тыс.га (24,6%); почвы среднего качества (41-60 баллов)-242,8 тыс.га (4,5%); плохие почвы (31-40 баллов)-835 тыс.га (15,7%); очень плохие почвы (11-30 баллов)-936 тыс.га (17,6%); не пригодные для сельскохозяйственного использования (1-10 баллов)-866,3 тыс.га (16,3%).
При ограниченности площадей доброкачественных сельхозугодий, особенно пашни (0,2 га на душу населения), имеются многочисленные факты изъятия из сельскохозяйственного оборота ценных плодородных почв на несельскохозяйственные цели. Если не будет систематического контроля за бережным отношением к почвенным ресурсам, то нашим потомкам останутся одни эродированные склоны, солончаки и опустыненные земли. Чтобы этого не допустить, необходимо на
законодательном уровне запретить изъятие из сельскохозяйственного оборота ценных плодородных земельных угодий.
Выводы
Материалы позволяют определить основные направления рационального использования земель:
- в зоне Черных земель и Кизлярских пастбищ - восстановление экологического равновесия природы путем борьбы с ветровой эрозией, засолением и деградацией почв на основе регламентированного выпаса скота, создание лесных полезащитных насаждений, фитомелиорации, внедрение почвозащитных севооборотов в системе лесополос. В этой зоне надо прекратить распашку почв легкого гранулометрического состава, отказаться от чистых паров;
- в зоне орошаемого земледелия - борьба с вторичным засолением почв и ирригационной эрозией, регулирование водно-солевого и водно- воздушного режима почв на основе внедрения приоритетных водосберегающих технологий (дождевания, капельного и мелкодисперсного орошения), локального внесения минеральных удобрений и оптимальных норм органики;
- в зоне богарного земледелия - защита почв от водной и ветровой эрозии путем внедрения почво-влагосберегающих технологий (обработка почв и возделывание с/х культур на адаптивно-ландшафтной системе земледелия), залужение и облесение склонных земель;
- в зоне отгонных летних пастбищ (субальпийский и альпийский пояса) - ведение регламентированного выпаса скота, а также поверхностное улучшение сенокосов и пастбищ с посевом пастбищевыносливых трав и подкормки растений минеральными удобрениями, залужение эродированных склонов, борьбе с селевыми потоками.
В комплексе названные выше мероприятия обеспечат не только рациональное использование земель, но и сохранение почв, стабильное воспроизводство почвенного плодородия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Баламирзоев М.А. 1982. Эффективное использование предгорных земель. Махачкала. Даг.кн.изд. 96 с. Баламирзоев М.А., Керимханов С.У., Аличаев М.М. 1981. О качественной оценке орошаемых почв Дагестана. //Материалы Всесоюзного научно-координационного совещания по бонитировке почв. Ташкент. С. 112-118. Баламирзоев М.А., Мирзоев Э.М-Р., Аджиев А.М., Муфараджев К.Г. 2008. Почвы Дагестана.
Экологические аспекты их рационального использования. Махачкала. Даг.кн.изд. 336 с. Баламирзоев М.А., Мирзоев Э.М-Р., Усманов Р.З. 2008. Принципы почвенно-агроэкологического районирования территорий горных областей на примере Дагестана // Почвоведение. № 6. С. 668-678.
Диагностика и классификация почв Дагестана. 1982. Махачкала. Изд. Даг.ФАН СССР. 84 с. Диагностика и классификация почв СССР. 1977. М. «Колос». 223 с.
Добровольский Г.В., Федоров К.Н., Стасюк Н.В. 1991. Типизация структур почвенного покрова
равнинного Дагестана и его антропогенная устойчивость // Почвоведение. № 3. С. 5-13. Докучаев В.В. 1899. Предварительный отчет об исследованиях на Кавказе летом 1899 г. Тифлис Залибеков З.Г. 1995. Опыт экологического анализа почвенного покрова Дагестана. Махачкала. Изд. ДНЦ РАН. 146 с.
Залибеков З.Г. 2010. Почвы Дагестана. Изд. «Наука» Махачкала. 243 с.
Залибеков З.Г., Баламирзоев М.А., Мамаев С.А., Идрисов И.А. 2012. Геоинформационная система -«Почвы Дагестана» // Почвенный покров-национальное достояние народа. Труды Института геологии ДНЦ РАН. Выпуск № 61. Институт геологии ДНЦ РАН. Махачкала. C. 207-211. Зонн С.В. 1946. Опыт естественно-исторического районирования Дагестана. //Сельское хозяйство
Дагестана. М-Л. Изд. АН СССР. Т.2. С. 141- 165. Зонн С.В. 1940. Почвы Дагестана. //Сельское хозяйство горного Дагестана. М-Л. Изд. АН СССР. Т.1. С.97-157.
Керимханов С.У. 1976. Почвы Дагестана. Махачкала. Даг.кн.изд. 96 с.
Молчанов Э.Н., Можарова Н.В., Стасюк Н.В., Федоров К.Н. 1990. Почвенный покров Дагестанской АССР. (Пояснительный текст к почвенной карте Дагестанской АССР). Изд. ГУГК. Москва. 27 с.
Солдатов А.С. 1956. Почвенные исследования в Дагестанской АССР // Тр. Отдела почвоведения ДагФАН СССР. Т.З. Махачкала. С. 79-106.
FEATURES OF SOIL CARTOGRAPHY IN CONDITION OF ARID CLIMATIC REGIME
© 2015. S.A. Mamaev1, M.A. Balamirzoev2, M.Z. Zalibekova1
institute of geology of the Daghestan scientific center RAS Russia 367030, Makhachkala, Yragskogo str., 75, E-mail: dangeogis@mail.ru 2Precaspian Institute of Biological Resources of Dagestan scientific center RAS, Russia 367000, Makhachkala, Gadjieva str., 45, E-mail: pibrdncran@gmail
A new digital soil map of the Republic of Dagestan in 1:400000 scale, made with the use of modern GIS technologies is presented. The current state of soils is shown, the quantitative and qualitative analysis of soil resources is conducted.
Keywords: geomorphology; topography; GIS technologies; soil map; soil resources; erosion; salinization; degradation; land reclamation; fertility.
