CC BY
0УДК 631/635; 502/504; 911
DOI: 10.24412/cl-37200-2024-1562-1566
ОЦЕНКА ПОДТОПЛЕНИЯ И ЗАСОЛЕНИЯ ПРИРОДНО-АНТРОПОГЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ СТЕПНЫХ РЕГИОНОВ ПОВОЛЖЬЯ
ASSESSMENT OF FLOODING AND SALINIZATION OF NATURAL-ANTHROPOGENIC LANDSCAPES OF THE VOLGA REGION STEPPE REGIONS
Яковлева Е.П.
Yakovleva E.P.
ФНЦ кормопроизводства и агроэкологии им. В.Р. Вильямса, Московская обл., Лобня, Россия
Federal Williams Research Center of Forage Production & Agroecology, Moscow region, Lobnya, Russia
E-mail: viktrofi@mail.ru
Аннотация. С целью изучения пространственного распределения биологических и экологических закономерностей на степной территории Поволжья проводилась геоботаническая индикация затопления, подтопления и засоления земель этого региона. Статья является результатом многолетних междисциплинарных исследований. Она основана как на данных, полученных авторами в результате агроландшафтно-экологического районирования и в ходе полевых экспедиционных исследований, так и на анализе долговременных рядов статистической информации и литературных источников. Интенсивная хозяйственная деятельность, требующая использования больших объемов водных ресурсов, на фоне современных климатических изменений, приводит к возникновению переувлажнения на обширных территориях. Ослабление или прекращение хозяйственной деятельности, снижение используемых объемов водных ресурсов при определенных условиях ведет к распространению засоления земель. Затопление, подтопление и засоление засушливых земель вблизи водоемов, каналов, объектов мелиорации, функционирующих и заброшенных полей орошения и др. занимают значительные площади и имеют большое значение как экологические проблемы в Поволжье. Установлены геоботанические индикаторы затопления, подтопления и засоления земель Поволжья, которые включают следующие основные показатели (основные фитоценозы, основные растения, увлажнение и засоление почв по шкалам Л.Г. Раменского).
Ключевые слова: геоботаническая индикация, фитоценозы, основные растения.
Abstract. In order to study the spatial distribution of biological and ecological patterns on the steppe territory of the Volga region, geobotanical indication of flooding and salinization of the lands these regions was carried out. The article is the result of many years of interdisciplinary research. It is based both on the data obtained by the authors as a result of agro-landscape and ecological zoning and in the course of field expedition research, and on the analysis of long-term series of statistical information and literature sources. Intensive economic activity that requires the use of large amounts water resources, against the background of modern climate changes, leads to waterlogging in large areas. The weakening or termination of economic activity, the decrease in the volume of water resources used under certain conditions leads to the spread of land salinization. Flooding and salinization of arid lands near reservoirs, channels, reclamation facilities, functioning and abandoned irrigation fields, etc. occupy significant areas and are of great importance as environmental problems in the Volga region. The most dynamic and fast-responding biotic component of ecosystems to the occurrence of flooding and salinization is vegetation.
Key words: geobotanical indication, phytocenoses, main plants.
С целью изучения пространственного распределения биологических и экологических закономерностей на степной территории Поволжья проведена геоботаническая индикация затопления, подтопления и засоления земель этих регионов. Геоботаническая индикация используется при изучении, оценке, картографировании и мониторинге территориальных комплексов и их компонентов и базируется на анализе взаимосвязей географической оболочки как единого целого.
Статья является результатом многолетних междисциплинарных исследований. Она основана как на данных, полученных в результате агроландшафтно-экологического районирования и в ходе полевых экспедиционных исследований, так и на анализе долговременных рядов статистической информации и литературных источников.
Вода является одним из важнейших компонентов биосферы, необходимым ресурсом для существования человека и всех живых организмов. Вода необходима при осуществлении хозяйственной деятельности в сельском хозяйстве, промышленности, энергетике, обеспечении бытовых потребностей.
1562
Интенсивная хозяйственная деятельность, требующая использования больших объемов водных ресурсов, на фоне современных климатических изменений, приводит к возникновению переувлажнения на обширных территориях. Ослабление или прекращение хозяйственной деятельности, снижение используемых объемов водных ресурсов при определенных условиях ведет к распространению засоления земель.
С другой стороны, использование воды может приводить к возникновению «водных экологических проблем», негативных последствий для жизнедеятельности человека и устойчивого ведения хозяйства.
Биотические компоненты экосистем своими ответными реакциями на изменение количества и качества водных ресурсов позволяют обнаружить пространственное распределение водных экологических проблем.
Затопление, подтопление и засоление засушливых земель вблизи водоемов, каналов, объектов мелиорации, функционирующих и заброшенных полей орошения и др. занимают значительные площади и имеют большое значение как экологические проблемы в Поволжье.
Наиболее динамичным и быстро реагирующим на возникновение затопления, подтопления и засоления земель биотическим компонентом экосистем является растительность.
За длительный период исследований накоплен обширный объем информации по вопросу воздействия водохранилищ, природных водоемов, каналов, объектов мелиорации, полей орошения на окружающую среду. Эта информация получила достаточно полное освещение в научных публикациях [1-7].
Определяющими факторами воздействия среды на растительность являются следующие: местоположение в рельефе, почвенные и гидрологические условия. Они в свою очередь являются производными климатических условий, рельефа, материнской породы, растительного и животного мира окружающих территорий, непосредственного воздействия на растительность, животных и человека [8-13].
Изучение компонентов природных комплексов на участках, испытывающих разное воздействие (заливание и подтопление и оценка глубины и степени произошедшего изменения в направлении гидроморфизации), осуществляется на основе применения системы показателей и критериев и специально разработанных шкал. Также как и на участках с засоленными грунтовыми водами и (или) засоленными почво-грунтами в засушливых условиях, где наблюдается засоление территорий [14-18].
В арсенале геоботанической индикации важную роль играет оценка экологических условий по растительности, проведенная нами с использованием экологических шкал Л.Г. Раменского. В экологических шкалах Л.Г. Раменского за основу принята реакция растительности и отдельных растений на изменение почвенных, гидрологических и других условий их местообитания. Эта реакция находит свое выражение в смене растительных сообществ и изменении обилия каждого растения в зависимости от изменения (нарастания или уменьшения) степени выраженности экологического фактора [19].
Выявленные закономерности взаимосвязей растительности с другими компонентами биогеоценоза (природно-территориального комплекса) позволяют по растительной ассоциации, как одному из компонентов, определять другие составляющие его компоненты.
В результате геоботаническая индикация обеспечивает возможность познания целого комплекса явлений, их физико-географическое содержание. Благодаря этому можно достаточно точно оценить практическое значение земель, целесообразное их использование и улучшение.
Для управления экосистемами необходимо также получать информацию не только о внутренних взаимосвязях абиотических, биотических и антропогенных компонентов, но также и об их внешних связях с другими экосистемами (природными и антропогенными), создающими внешнюю среду.
В результате изучения пространственного распределения биологических и экологических закономерностей на территории Поволжья установлены геоботанические индикаторы подтопления и засоления земель.
Геоботаническая индикация процессов подтопления и засоления территории Поволжья необходима для управления экосистемами, подверженными их воздействию.
Преимущества геоботанической индикации процессов подтопления и засоления территорий - простота и надёжность в использовании, экономичность и эффективность контроля состояния и динамики развития этих процессов.
1563
Геоботанические индикаторы подтопления и засоления земель включают следующие основные показатели (таблица 1): основные фитоценозы, основные растения, увлажнение и засоление почв по шкалам Л.Г. Раменского.
Таблица 1
Геоботаническая индикация затопления, подтопления и засоления степей Поволжья (фрагмент)
Объекты индикации Геоботанические индикаторы
Основные фитоценозы Основные растения Увлажнение и засоление почв по шкалам Л.Г. Раменского
Земли с кратковременным и умеренным затоплением (и) или слабо- и среднеподтопленные. Увлажнение средне- и сильнопеременное. Почвы сильно засолены Ажрековые, бескильницевые, злаково-разнотравные Ажрек (прибрежница солончаковая), бескильница свернутолистная, полынь солончаковая, кермек Гмелина Увлажнение влажно- и сыролуговое (70-83), почвы средне- и сильносолончаковатые (20-22)
Земли с кратковременным и умеренным затоплением и(или)слабо-и среднеподтопленные. Увлажнение сильнопеременное. Почвы сильно и очень сильно засолены и солонцеваты Солончаковополынные, обионовые, обионово-полынные, обионово-злаковые, татарсколебедовые Полынь солончаковая, обиона (лебеда бородавчатая), лебеда татарская, прибрежница солончаковая, бескильница свернутолистная, кермек Гмелина Увлажнение сухо-, и свежелуговое (53-63), почвы сильносолончаковатые и солончаковые (21-25)
Земли с кратковременным и умеренным затоплением. Подтопленные в разной степени. Увлажнение сильнопеременное. Солончаки Сочносолянковые, татарсколебедовые, солеросовые, сведовые, сарсазановые, обионовые Солянки однолетние, петросимонии, лебеда татарская, сведы, солерос травянистый, сарсазан, обиона, франкения Увлажнение от полупустынного до свежелугового (16-60), почвы сильно- и резкосолончаковатые и солончаковые (23-28)
Земли с кратковременным и эпизодическим затоплением. Неподтопленные или слабоподтопленные. Почвы засолены Джантаковые, джантаково-полынные Верблюжья колючка (джантак), пырей ползучий, полынь солончаковая Увлажнение сухо- и среднестепное (38-47), почвы среднесолончаковатые (19-22)
Земли с умеренным и длительным затоплением, средне-, и сильнодтопленные. Увлажнение слабо- и среднепеременное. Почвы засоленные Бескильницевые, бескильницево-разнотравные, тростниково-скрытницевые Бескильница расставленная, ажрек, тростник обыкновенный, вейник наземный, скрытницы камышевидная и колючая, клубнекамыш морской, ситник Жерарда Увлажнение влажно-и сыролуговое (64-80), почвы средне- и сильносолончаковатые (20-24)
Земли с умеренным и длительным затоплением, средне-, и сильноподтопленные. Увлажнение слабо- и среднепеременное. Почвы очень сильно засолены Солеросовые, солеросово-злаково-разнотравные Солерос, сведы, скрытницы камышевидная и колючая, астра солончаковая, лебеда татарская и бородавчатая Увлажнение влажно-и сыролуговое (68-80), почвы сильно-, резкосолончаковые и солончаковатые (22-26)
Вывод земель из сельскохозяйственного оборота, вызванный подтоплением и засолением почв, является важнейшей экологической и экономической проблемой в растениеводстве и орошаемом земледелии. Природные условия территорий, которые представляют опасность для развития негативных процессов при орошении: равнинный рельеф, слабая дренированность, лессовидные, глинистые засоленные морские отложения, превышение испарения над увлажнением. Антропогенными опасными причинами деградации земель являются избыточные
1564
нормы полива, приводящие к подъему уровня грунтовых вод, подтоплению прилегающих земель и засолению почв.
Выводы. Интенсивная хозяйственная деятельность обусловила возникновение переувлажнения на обширных территориях. Развитие засоления, сопутствующего увлажнению, обусловило потерю плодородия почв и вывод земель из сельскохозяйственного оборота. Эти процессы - основная причина современных водных экологических проблем Поволжья и Западного Казахстана.
Переувлажнение и часто сопутствующее ему засоление почв становятся причиной деградации и вывода земель из сельскохозяйственного оборота, что снижает эффективность хозяйственной деятельности человека в агроландшафте.
Геоботаническая индикация позволяет своевременно получать информацию о затоплении, подтоплении и засолении земель для оперативного управления экосистемами.
Список литературы
1. Климат, экология, сельское хозяйство Евразии. Материалы VII международной научно-практической конференции. 2018. Том Секция «Охрана и рациональное использование животных и растительных ресурсов». Иркутск: Изд-во: Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, 2018. 260 с.
2. Новикова Н.М., Конюшкова М.В., Уланова С.С. Межкомпонентные экологические взаимосвязи в солонцовом природном комплексе Северной Сарпинской равнины (республика Калмыкия) // Аридные экосистемы. 2017. Т. 23. № 4 (73). С. 11-21.
3. Новикова Н.М., Волкова Н.А. Структура флоры побережий в зоне влияния водохранилищ на юге европейской части России // Аридные экосистемы. 2016. Т. 22. № 4 (69). С. 52-63.
4. Николаева О.Н. Картографическое обеспечение рационального природопользования региона. Новосибирск: Сибирский государственный университет геосистем и технологий. 2018. 170 с.
5. Трофимов И.А., Шамсутдинов З.Ш., Орловский Н.С., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П., Шамсутдинова Э.З. Система индикаторов и критериев оценки состояния опустынивания земель России (геоботанические, почвенные, дистанционные индикаторы) // Адаптивное кормопроизводство. 2010. № 1. С. 26-35.
6. Онаев М.К., Туктаров Р.Б., Тарбаев В.А., Гафуров Р.Р. Использование спутниковых методов исследований в изучении режима затопления и современного состояния растительного покрова лиманов // Успехи современного естествознания. 2018. № 7. С. 183-188.
7. Новикова Н.М. Эколого-географический аспект Аральского кризиса. Часть 1. Развитие Аральской проблемы, ее изучение, оценка и разработка мероприятий // Экосистемы: экология и динамика. 2019. Т. 3. № 1. С. 5-66.
8. Трофимов И.А., Кравцова В.И. Факторы и типы опустынивания. Калмыкия // Космические методы геоэкологии. Атлас. М.: Географический ф-т МГУ, 1998. Л. 53.
9. Трофимов И.А., Кравцова В.И., Карпович Л.А. Хозяйственное использование земель и процессы опустынивания. Калмыкия. Карта // Космические методы геоэкологии. Атлас. М.: Географический ф-т МГУ, 1998. Л. 52.
10. Новикова Н.М. Современные водные экологические проблемы на суше // Водные ресурсы: новые вызовы и пути решения. Сборник научных трудов: посвящается Году экологии в России и 50-летию Института водных проблем РАН. Сочи, 02-07 октября 2017 года. Новочеркасск: ООО «Лик», 2017. С. 95-101.
11. Хитров Н.Б., Новикова Н.М., Вышивкин А.А., Волкова Н.А. Солонцовый комплекс на севере Прикаспийской низменности: фито-, педоразнообразие, взаимосвязи между почвами, микрорельефом и растительными сообществами, трансформация в условиях изменения климата и выпаса // Экосистемы: экология и динамика. 2018. Т. 2. № 1. С. 34-72.
12. Новикова Н.М., Конюшкова М.В., Уланова С.С. Критерии и показатели состояния природных комплексов в постмелиоративный период // Агроэкология, мелиорация и защитное лесоразведение. Материалы Международной научно-практической конференции. Волгоград, 18-20 октября 2018 года. Волгоград: ФНЦ агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения РАН, 2018. С. 410-413.
13. Семенов Ю.М. Методология ландшафтоведения: современное состояние, проблемы и перспективы // Географические исследования Азиатской России и сопредельных территорий: новые методы и подходы. Материалы международной конференции, посвященной 70-летию географического факультета ИГУ. Иркутск, 01-03 октября 2019 года. Иркутск: Иркутский государственный университет, 2019. С. 189-193.
14. Новикова Н.М., Конюшкова М.В., Уланова С.С. Восстановление растительности на мелиорированных солонцовых почвах Приергенинской равнины (республика Калмыкия) // Аридные экосистемы. 2018. Т. 24. № 3 (76). С. 67-80.
15. Трофимов И.А., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П. Оценка агроландшафтов, вызовы их мониторинга и управления в России // Новые методы и результаты исследований ландшафтов в Европе, Центральной Азии
1565
и Сибири. Монография. В 5 томах. Т. I. Под редакцией В.Г. Сычева, Л. Мюллера. М.: Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова 2018. С. 114-118.
16. Трофимов И.А., Косолапов В.М., Трофимова Л.С., Яковлева Е.П. Пути повышения эффективности возделывания отечественных сортов и технологий в агроландшафтах юга России // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 54. С. 305-309.
17. Новикова Н.М., Волкова Н.А., Конюшкова М.В., Уланова С.С. Постмелиоративное состояние природных комплексов в аридных районах // Степи Северной Евразии. материалы VIII международного симпозиума. Оренбург, 10-13 сентября 2018 года. Оренбург: Институт степи Уральского отделения РАН, 2018. С. 695-699.
18. Novikova N.M., Novikova A.F., Konyushkova M.V. Anthropogenic transformation of soil and vegetation resulting from afforestation in southern steppes // Biology Bulletin. 2013. V. 40. No. 10. С. 832-842.
19. Раменский Л.Г., Цаценкин И.А., Чижиков О.Н., Антипин Н.А. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову. М.: Сельхозгиз, 1956. 472 с.
1566
