CC BY
12
УДК 631.95
ОЦЕНКА АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ЗЕМЕЛЬ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ДЕЛЬТЫ ВОЛГИ
С.А. Аветян, Ю.Н. Зборищук, А.В. Одорская
Дельта Волги занимает обширную территорию и имеет весьма динамичную естественную среду, что связано как с природными, так и антропогенными факторами. Она обладает пестрым почвенным покровом. В работе приводится пример агрогруппировки почв, а также даются рекомендации по оптимизации землепользования.
Ключевые слова: агропроизводственные группировки, солончаки, дистанционные методы зондирования Земли.
Введение
Поймы и дельты рек — это специфические территории с быстрой и направленной эволюцией. Дельта Волги, с одной стороны, может рассматриваться как один из типичных вариантов внутри-континентальных дельт, характерных для Евразии, а с другой — как уникальное природное образование, значительно отличающееся от других дельт по обширности занимаемой территории, многослойно-сти и мощности отложений [2, 5]. Природная среда ее чрезвычайно динамична, что связано как с антропогенными факторами (зарегулирование стока, интенсивное хозяйственное освоение), так и с естественными изменениями гидрологического режима, а именно колебанием уровня Каспийского моря.
Объект и методы исследования
Для территории дельты Волги характерны разнообразие и пестрота ландшафтных ареалов и почвенного покрова, которые необходимо учитывать при планировании землепользования. Это связано с влиянием целого ряда факторов, среди которых — сочетание воздействия засушливого климата и подверженности заболачиванию пойменных участков на фоне засоления.
В целом, по нашему мнению, территорию дельты можно разделить на восточную, западную, центральную и южную зоны. Каждая из них формировалась под влиянием разных геолого-литологических процессов. В результате образовались следующие варианты ландшафтов: в ее западной части доминируют ильменно-болотные территории, в восточной — ериковые, в центральной — равнинные, в южной — равнинные и островные. Исследуемая территория располагается в центральной части дельты Волги.
Отличительная особенность волжских ландшафтов — это наличие так называемых бугров Бэра [10] — длинных узких холмов, вытянутых в широтном направлении высотой 5—10 м. В шлейфовой зоне и у подножия их склонов формируется группа почв с повышенной засоленностью на плотных грунтах
с выраженными чертами морского генезиса. Среди них доминируют лугово-бурые полупустынные солон-чаковатые в комбинации с луговыми солончаками. Солончаковатые почвы и солончаки нередко занимают здесь более 50% территории [2].
Основными источниками солей в почвах Астраханской обл. являются засоленные почвообразу-ющие породы (древнеморские отложения Каспия), минерализованные грунтовые воды и эоловые поступления солей со стороны моря, а также современный аллювий территории Прикаспийской низменности [10].
Бурые полупустынные почвы бэровских бугров имеют специфический характер. Гранулометрический состав их неодинаков и зависит от механического состава почвообразующих пород [1]. Почвы исследуемой территории имеют супесчано-суглинистый гранулометрический состав.
Согласно современным представлениям, бурые полупустынные почвы шлейфов сформированы на переотложенных грунтах или размытых поверхностях, которые образуются в результате разрушения бугров ветром или водными потоками. Гранулометрический и химический состав почв близок к породам, слагающим бугры, а они в свою очередь часто представлены разными по составу породами. Даже в пределах одного бугра встречаются легкие песчаные, супесчаные, а также тяжелые глинистые и суглинистые почвы, которые на глубине подстилаются суглинками и, в частности, тяжелыми «шоколадными» глинами [10].
В настоящее время большинством исследователей утверждается факт карбонатности как неотъемлемой черты бурых полупустынных почв бугров. С глубины 15—30 см наблюдается выделение сульфатов в виде кристаллов и друз. Ряд авторов полагают, что в бурых солонцеватых почвах, расположенных у подножия бугров, как правило, присутствует горизонт обильного скопления гипса (с глубины 25—35 см и ниже). Легкие породы менее засолены, а при близком залегании глин почвы могут быть засолены сильно. В соответствии с существующими оценками в со-
ставе обменных катионов преобладают кальций и магний [4].
Ложбинная зона отличается наибольшей амплитудой колебаний водно-солевого режима. Почвенный покров ее представлен, как правило, комбинациями аллювиальных луговых и аллювиальных лугово-бо-лотных слоистых почв разной степени засоленности, на днище ложбин встпречаются аллювиальные болотные почвы [1].
Фактический материал для изучения особенностей почвенного покрова в условиях комплексного антропогенного воздействия был получен нами в результате полевых и лабораторных исследований. В ходе работы использовали сравнительно-географический метод и снимки из космоса, с помощью которых выявляли динамику соотношения почвенных, ландшафтных ареалов и пространственного распределения разных типов землепользования на территории исследования по снимку Spot 2 за 2006 г. и по топографической основе (1986 г.).
Полевые работы проводили в июне 2011 г. в Камызякском р-не Астраханской обл. Участок площадью 47 694 га отличается высокой продуктивностью и представлен как антропогенными, так и естественными ландшафтами, весьма неоднородными в почвенно-геолого-литологическом отношении. Это позволило рассматривать его как своего рода пример сочетания сложной ландшафтной обстановки с необходимостью рационального использования и мониторинга земельного фонда. В пределах территории были выбраны четыре ключевых участка, наиболее контрастно различающихся в почвен-но-ландшафтном отношении:
1. В пониженных пойменных, а также на отрицательных элементах рельефа распространены заболоченные луга на аллювиальных болотных почвах в комбинациях с аллювиальными луговыми под тростниково-пы-рейной естественной растительностью. Эти территории частично вовлечены в сельскохозяйственное использование — сенокосы и пастбища, выращивание риса.
2. Ландшафты, занимающие промежуточное положение между пониженными и возвышенными участками, представлены лугами среднего уровня на аллювиальных луговых слабо- и среднесолончаковатых почвах под тро-стниково-пырейной естественной растительностью. Данные территории в наибольшей степени используются в сельском хозяйстве. Это связано с оп-
тимальным сочетанием благоприятных факторов, влияющих на произрастание сельскохозяйственных культур, так как они в меньшей степени подвержены заболачиванию и опустыниванию, степень засоления изменяется от слабо- до среднезасоленной, что значительно ниже, чем на бугристо-ложбинной территории и на участке влажных приморских лугов. Наиболее распространенная почвенная разность здесь — аллювиальная луговая освоенная почва под сельскохозяйственными культурами (рис, бахчевые, овощные культуры и т.д.).
3. На возвышенных участках простирается бугристо-ложбинная территория, в почвенном покрове которой представлены солончаки и солончако-ватые почвы, а также бурые полупустынные с со-лянково-полынной естественной растительностью. Они длительное время используются в сельском хозяйстве, однако направление и интенсивность их
Комплексная картосхема ландшафтов, почвенного покрова и структуры землепользования центральной части дельты Волги
применения существенно ограничены, что связано с влиянием засоленности и вероятностью опустынивания.
4. Территория Трехизбенского участка Астраханского заповедника представлена аллювиальными болотными почвами в комбинации с аллювиальными луговыми, на которых произрастают влажные приморские луга с пырейно-ситняковой растительностью. Данный участок, являясь заповедным, не используется в сельском хозяйстве.
Для всех участков были составлены подробные почвенно-растительные описания. На основе картографического материала, а именно топографической карты (М 1:200 000) и космического снимка 8ро12 (от 19 июня 2006 г.), были построены картосхемы строения почвенного покрова, ландшафтов и структуры землепользования. Данные картосхемы были объединены в единую комплексную картосхему (рисунок).
Для того чтобы решить проблему оптимизации сельскохозяйственного использования исследуемых
Агропроизводственная группировка почв
Экологические параметры территории Этапы агрогруппировки
почвенный покров ландшафт землепользование этап 1 этап 2 этап 3 этап 4
нуждаемость в мелиорации гранулометрический состав особенности химизма сравнительная обобщающая оценка
аллювиальные болотные и аллювиальные луговые (тростнико-во-пырейная растительность) (№ 1) заболоченные луга используются в качестве сенокосов и пастбищ, а также для выращивания риса (потенциально пригодны для выращивания других культур) тяжелые мелиорации (дренаж) супесчаные и песчаные профиль слоистый; содержание гумуса 4—6%, уменьшается по профилю; в составе гумуса преобладают гуматы кальция; реакция почв слабощелочная или щелочная; ЕКО 10—15 мг-экв/100 г почвы «ниже среднего»
аллювиальные луговые слабо- и сред-не-солончаковатые (№ 2) луга среднего уровня активно используются для выращивания различных с/х культур легкие мелиорации (гипсование) супесчаные и песчаные профиль менее слоист, чем у № 1; содержание гумуса меньшее, чем у № 1, но большее, чем у № 5; ЕКО 5—15 мг-экв/100 г почвы; наличие легкорастворимых солей, гипса и карбонатов Са и Mg «хорошие»
аллювиальные луговые освоенные (№ 3) в целом, особенности химизма аналогичны № 2; отличается пониженным содержанием солей «лучшие»
солончаки и солонча-коватые почвы (№ 4) бугристо- ложбинная территория мелиорируемые территории используются для выращивания толерантных к засолению с/х растений практически не мелиорируемые супесчаные и песчаные профиль слабо дифференцирован по цвету, ясно структурно и текстурно; обязательно наличие солончакового горизонта; засолены в наибольшей степени; наличие легкорастворимых солей, гипса и карбонатов Са и Mg; ЕКО 10—20 мг-экв/100 г почвы «худшие»
бурые полупустынные (солянково-пы-рейная раститель-ность)(№ 5) орошаемые территории используются для выращивания различных с/х культур легкие мелиорации (орошение, гипсование) супесчаные профиль дифференцирован по структуре; характеризуются наличием солевого горизонта; содержание гумуса — 1—2,5%; реакция почв изменяется от слабощелочной до щелочной вниз по профилю; ЕКО 3—10 мг-экв/100 г почвы «ниже среднего»
аллювиальные болотные и аллювиальные луговые (пырейно-ситняковая растительность) (№ 6) влажные приморские луга Трехизбенский участок Астраханского заповедника легкие (гипсование) и тяжелые (дренаж) мелиорации супесчаные и песчаные в целом особенности химизма аналогичны № 2; отличается повышенным содержанием легкорастворимых солей, что связано с влиянием моря «средние»
почв, было необходимо сгруппировать их в соответствии с агрономическими свойствами в агропроиз-водственные группы. В качестве основы классификации быш принят подход В.И. Кирюшина, согласно которому каждой выщеленной группе соответствуют однотипные агротехнические и мелиоративные мероприятия [6]. Агропроизводственная группировка почв, с точки зрения авторов, является обязательным завершающим этапом обобщения материалов крупномасштабного их обследования [8]. На первом этапе агрогруппировки необходимо определить направленность и характер мелиоративных мероприятий, в зависимости от которых почвы делятся на нетребующие и нуждающиеся в применении специальной агротехники и мелиоративных мероприятиях по причинам, связанным с особенностями почвенныгх профилей. На следующем этапе учитывается гранулометрический состав. Почвы исследуемой территории подразделяются на супесчаные и песчаные. Однако на территории дельты Волги можно встретить почвы суглинистого и глинистого гранулометрического состава. Почвы, нуждающиеся в мелиорации, можно также разделять в соответствии с их зональными особенностями. При группировке необходимо учитывать их видовые различия и особенности химизма. На заключительном этапе нами была проведена сравнительная обобщающая оценка качества почв в соответствии с общепринятыми градациями, используемыми при крупномасштабном картографировании [7] (таблица), а также даны практические рекомендации по улучшению почвенных свойств в выделенных агрогруппах в целях максимально эффективного использования земельного фонда территории.
Результаты и их обсуждение
В результате агропроизводственной группировки почвы быши разделены на пять классов: «лучшие», «хорошие», «средние», «ниже среднего», «худшие». Необходимо отметить, что, несмотря на оценку «лучшие» (аллювиальные луговые освоенные) и «хорошие» (аллювиальные луговые слабо- и среднесолончако-ватые), для использования этих почв под пашню следует провести ряд легких мелиораций, таких как рыхление, направленных на избавление от переуплотнения. На данных почвах в настоящий момент наиболее активно ведется выращивание основных сельскохозяйственный культур — томатов, бахчевых и яровых культур, риса [8].
Аллювиальным болотным и аллювиальным луговым почвам лугов среднего уровня быта присвоена оценка «ниже среднего». Это связано с необходимостью осуществления трудоемких мелиоративных мероприятий, направленных на предотвращение заболачивания, таких как организация системы каналов, кротование и щелевание, а также мелиорации по предотвращению засоления. Только после комплекса мелиоративных мер возможно использование
этих почв для выращивания риса, под сенокосы и пастбища. При организации пастбищ необходимо ограничивать число голов крупного рогатого скота, чтобы не нанести урон хрупким болотным ландшафтам.
Бурые полупустынные почвы мы также оценили «ниже среднего». С нашей точки зрения, более продуктивно использовать данные почвы в качестве пастбищ, так как они имеют относительно высокую устойчивость в ландшафте к пастбищной дигрессии. В то же время для этих почв возможна организация системы орошения, но в этом случае необходимо учитывать возможность вторичного засоления. Поэтому мы рекомендуем применять орошение с закрытым дренажем. С учетом дефицита влаги из разных видов орошения современные авторы наиболее рациональным считают капельное, главная особенность которого — подача воды непосредственно каждому растению в соответствии с его потребностью в ней. Благодаря этому расход воды и энергии в 2—5 раз меньше, чем при традиционные способах полива, и в 3—4 раза снижаются нормы внесения минеральных удобрений, которые подаются вместе с водой непосредственно в корневую зону каждого растения [3]. При организации вышеперечисленных мероприятий на бурых полупустынных почвах можно успешно выращивать бахчевые, овощные и травяно-злаковые культуры [8].
Аллювиальные болотные и аллювиальные луговые почвы приурочены к влажным приморским лугам Трехизбенского участка Астраханского заповедника. Они в соответствии с обобщающей сравнительной оценкой почв были отнесены к «средним». В настоящий момент данные почвы не используются в сельском хозяйстве, хотя их вовлечение в сельскохозяйственный оборот потенциально возможно при рассолении.
Оценку «худшие» получили солончаки. Для использования в сельском хозяйстве пригодны лишь некоторые их варианты, например луговые с глубоким залеганием солей. Значительные массивы солончаков, отличающихся экстремальной засоленностью и наличием солевых корок с поверхности, не пригодны к мелиорации. Для них целесообразна организация заповедных территорий различного уровня. Кроме того, рационально проводить биологическую мелиорацию данных почв, основанную на высаживании на засоленные участки галофитов [9]. Мелиорации луговых солончаков препятствует залегание минерализованных грунтовых вод и наличие пестрой почвенно-грунтовой толщи с участием соленос-ных морских глин и суглинков на локальных или на обширных площадях. В качестве удобрений на засоленных почвах лучше использовать фосфогипсовые препараты, например суперфосфат [4]. При составлении севооборота необходимо учитывать, что наиболее устойчивыми к засолению являются сахарная свекла, хлопчатник и капуста; среднеустойчивыми — пшеница, соя, томат, огурец, виноград [8].
Выводы
• Результаты агропроизводственной группировки могут служить важным компонентом агроэкологи-ческой оценки. Но для того чтобы она более полно отражала специфику территории, необходимо учитывать агроэкологические условия (геоморфологические, литологические, геохимические и др.), а также степень использования земель в сельском хозяйстве. Рассматриваемый в данной работе пример группировки почв является одним из приоритетных приемов, который применяется современными исследователями наряду с другими системами оценок.
• С пестротой почвенных и ландшафтных особенностей связано разнообразие видов использования земель. В частности, почвам ложбин и равнинных территорий отдается предпочтение в качестве пахотных угодий. Бугристо-ложбинные ландшафты, в почвенном покрове представленные бурыми полупустынными почвами и их полугидроморфны-ми аналогами с участием луговых солонцов и со-
лончаков, используются преимущественно как пастбищные.
• В почвенном покрове исследованной территории преобладают почвы с оценкой «лучшие» (38,2% составляют аллювиальные луговые освоенные почвы), которые характерны для лугов среднего уровня. Несколько меньшие площади заняты категориями земель, по качеству «ниже среднего» (26,2% составляют аллювиальные болотные, аллювиальные луговые и 1,5% — бурые полупустынные), приуроченные соответственно к заболоченным лугам и бугристо-ложбинной территории. Промежуточное положение занимает категория «худшие» (16,5% — солончаки и солончаковатые почвы) в основном на буграх Бэра и периферических частях ложбин. Самая редко встречающаяся категория почв — «хорошие» (6,7% составляют аллювиальные луговые слабо- и среднесолончаковатые, столько же — аллювиальные болотные и аллювиальные луговые приморских лугов) — расположены на лугах среднего уровня и влажных приморских. Водные объекты занимают 4,2% от общей площади исследуемой территории.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Владыченский С.А. Характеристика засоления почв Волго-Ахтубинской поймы и дельты // Почвоведение. 1953. № 6.
2. Владыченский А.С, Аветян С.А, Погожее Е.Ю. Характер почвообразования в дельте Волги как отражение его модифицированных природно-антропогенных условий // Проблемы региональной экологии. 2010. № 2.
3. Воеводина Л.А. Влияние капельного орошения на засоление почв // Науч. журн. КубГАУ. 2010. № 64(10).
4. Воробьева Л.А. Солонцы Западного Прикаспия // Автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 1957.
5. Геология дельты Волги. Л., 1951.
6. Кирюшин В.И. Оценка качества земель и плодородия почв для формирования систем земледелия и агротех-нологий // Почвоведение. 2007. № 7.
7. Общесоюзная инструкция по почвенному обследованию и составлению крупномасштабных почвенных карт землепользований. М., 1973.
8. Сальников А.Л. Концептуальные подходы к оценке продуктивности растительных сообществ дельты Волги // Изв. вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2006. № 1.
9. Шамсудинов З.Ш., Савченко И.В., Шамсудинов Н.З. Галофиты России, их экологическая оценка и использование. М., 2000.
10. Шишов Л.Л., Панкова Е.И. Засоленные почвы. М., 2006.
Поступила в редакцию 11.04.2012
ESTIMATION OF AGROECOLOGICAL CONDITIONS OF CONTEMPORARY STATE
OF THE LANDS LOCATED IN CENTRAL PART OF THE VOLGA DELTA
S.A. Avetyan, Yu.N. Zborishuk, A.V. Odorskaya
The Volga delta occupies a big territory and is characterized by highly dynamic environment, which is associated with both natural and anthropogenic factors. The delta has a variegated soil cover. The example of soil agrofarm grouping is showed in this article. And also there are made recommendations to optimize land use.
Key words: agrofarm grouping, solonchaks, earth remote sensing.
Сведения об авторах
Аветян Сергей Андреевич, канд. биол. наук, ст. науч. сотр. каф. общего почвоведения ф-та почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова. Тел.: 8(495)939-22-71. Зборищук Юрий Николаевич, канд. биол. наук, доцент каф. общего почвоведения ф-та почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова. Тел.: 8(495)939-27-40; e-mail: [email protected]. Одорская Алина Владимировна, аспирант каф. общего почвоведения ф-та почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова. Тел.: 8(495)939-27-40; e-mail: [email protected].
