CC BY
7УДК 631.4:502.175(470.53)
И.А. Самофалова I.A. Samofalova
Пермский государственный аграрно- Perm State Agro-Technological University
технологический университет 23, Petropavlovskaia str., Perm, 614990
614000, Пермь, ул. Петропавловская, 23
e-mail: samofalovairaida@mail.ru
ПОЧВЫ ФЕНОЛОГИЧЕСКИХ ПЛОЩАДОК В ЗАПОВЕДНИКЕ «БАСЕГИ»
Рассматриваются задачи почвенно-экологического мониторинга на территории заповедных территорий. Приводятся результаты первого этапа работ в заповеднике «Басеги» - определено классификационное положение охраняемых почв на стационарных фенологических площадках на горе Северный Басег. Почвенный покров разнообразен, в связи с чем, набор контролируемых параметров при проведении мониторинга не может быть единым для всех почв, так как каждый тип характеризуется специфическими свойствами и особенностями.
Ключевые термины: мониторинг почв, фенологические площадки, заповедник, горные почвы, ландшафты, диагностика, морфологические признаки, классификация.
SOILS OF BACKGROUND (PHENOLOGICAL) PLAYS IN THE «BASEGI» RESERVE
The tasks of soil-ecological monitoring in the territory of protected areas are considered. The results of the first stage of work in the reserve "Basegi" are given - the classification position of protected soils on stationary phenological sites on the Northern Baseg mountain is determined. The soil cover is diverse, and therefore, the set of monitored parameters during monitoring cannot be the same for all soils, since each type is characterized by specific properties and features.
Key terms: soil monitoring, phenological sites, reserve, mountain soils, landscapes, diagnostics, morphological signs of soil, classification.
Главной задачей каждого заповедника является экологический мониторинг - система комплексных наблюдений, оценки и прогноза всех изменений природы под воздействием естественных и антропогенных факторов. Почва как объект контроля занимает в системе мониторинга особое место [6, 11]. Почва - центральное звено экосистемы. В своем составе и свойствах почва отражает результат, взаимодействия всех природных сред в ландшафте. В свою очередь, почва оказывает обратное влияние на сопряженные с нею среды [2, 4, 9, 10, 12]. Почвенно-экологический мониторинг включает три взаимосвязанные части: наблюдение за состоянием почв и почвенного покрова и оценка их изменений во времени и в пространстве; прогноз изменения состояния почв и почвенного покрова во времени и пространстве; научно-обоснованные рекомендации по направленному регулированию состояния почв и почвенного покрова с целью сохранения и улучшения экологических условий [4, 6].
Стационарная форма мониторинга реализуется посредством проведения комплексных исследований на стационарных участках по расширенной программе [4, 6, 11]. Стационарный участок должен включать группу достаточных для длительных наблюдений опытных площадок, которые представляли бы все многообразие видов почв исследуемой территории. Размеры
экспериментальных участков заранее определить очень трудно, их следует устанавливать в зависимости от протяженности и состояния
© Самофалова И.А., 2018
почвенных ареалов, длительности наблюдений, видов режимных исследований и их периодичности.
Выбор диагностических показателей
(контролируемых параметров) является наиболее важным в почвенно-экологическом мониторинге. Всю совокупность показателей изменения почвенно -экологической среды целесообразно объединить в три группы: 1) показатели ранней диагностики развития негативных процессов (ферментативная активность, интенсивность дыхания,
азотофиксирующая способность, окислительно-восстановительный потенциал, кислотность, плотность и фильтрация почв, минерализация почвенного раствора, дренажных и грунтовых вод и некоторые другие, с периодичностью наблюдений несколько раз в год; 2) показатели, отражающие более устойчивые изменения почв: количество и качество гумуса, валовое содержание элементов питания растений и тяжелых металлов, структура почвенного покрова, продуктивность природных ценозов (периодичность наблюдений один раз в 2-5 лет); 3) показатели устойчивых и глубоких изменений свойств почв (соотношения тонкодисперсных и более крупных фракций гранулометрического состава и другие), периодичность наблюдений один раз в 5-10 лет [4].
Особая роль почвенного мониторинга обусловлена тем, что все изменения состава и свойств почв отражаются на выполнении почвами их экологических функций, следовательно, на состоянии биосферы. Г.В. Добровольский рассматривая примеры тесных связей различных почв с характерными для них видами растений и почвообитающих животных, сделал вывод, что
невозможно сохранить биологическое разнообразие, не сохраняя разнообразие почв [1].
В системе охраняемых территорий Пермского края имеется два государственных природных заповедника: «Басеги» (Средний Урал) и «Вишерский» (Северный Урал), где длительное время изучается флора и фауна, проводятся ландшафтные и геоботанические исследования. Старейшим заповедником федерального значения в Пермском крае является «Басеги», на территории которого сотрудниками кафедры биогеоценологии и охраны природы ПГНИУ проводятся научно-исследовательские работы, еще задолго до его официальной организации.
В основе научно-исследовательской деятельности заповедника используется комплексный подход за ходом процессов и явлений в природе горнотаежного Среднего Урала, изучение абиотических факторов, их связей со средой, влияния на заповедную среду хозяйственной и рекреационной деятельности. Комплексный экологический мониторинг эталонной природной среды Государственного природного заповедника «Басеги» реализуется по утвержденным плановым темам [3, 5].
Почвенный покров заповедников является одним из компонентов охраняемого ландшафта, но, несмотря на это, почвы, в отличие от растительного и животного мира, изучены крайне слабо. Возможно, это связано с тем, что в утвержденной научно-исследовательской программе заповедника, которая является стандартной для большинства заповедников России и проводится по программе ведения «Летопись природы», отсутствует тема по изучению, сохранению почв и почвенного мониторинга. В заповеднике существует программа научных исследований (комплексный экологический мониторинг) хода природных процессов и явлений, в которой, почвенные наблюдения ограничиваются изучением температурного и водного режимов почв; проводился геохимический мониторинг территории заповедника сотрудниками ЕНИ ПГНИУ [3]. Программы, которые затрагивали бы комплексный почвенный мониторинг, разработанной для внедрения в заповедниках, на сегодняшний день нет.
Необходимость комплексного регулярного мониторинга почвенного покрова в современных условиях диктуется тем, что отсутствуют современные данные о почвах горной части Урала и их отклика на антропогенное воздействие на прилегающих территориях. Почвенный покров заповедника представляет собой систему эталонных и редких почв. В этом заключается их научное и неоценимое практическое значение [8, 12].
Стратегическим направлением любых научных исследований в заповедниках является долговременное изучение динамики и взаимосвязей природных процессов в охраняемых экосистемах путем стационарных наблюдений. Стационарные площадки заложены сотрудниками заповедника «Басеги» в разных высотно-растительных условиях в различное время, в основном со времени основания заповедника.
Планирование программы почвенно-
экологического мониторинга в заповеднике «Басеги» должно составляться для конкретных объектов. В связи с этим, для выявления объектов почвенного мониторинга, на первом этапе, необходимо изучить почвенный покров на постоянных ключевых участках; определить исходные свойства почв и их особенности. Таким образом, объекты исследования: почвы на территории заповедника «Басеги» на горе Северный Басег.
Для определения и изучения разнообразия почвенного покрова закладка почвенных разрезов произведена вблизи учетных площадок во время прохождения летних учебных практик (2010-2018г.г.) кафедрой почвоведения со студентами Пермского государственного аграрно-технологического
университета, обучающимися по направлению «Почвоведение». Проведена диагностика и морфологическое описание почв по классификации почв России [7] с отбором почвенных образцов по генетическим горизонтам для изучения качественного состава и свойств почв на постоянных фенологических площадках (ПФП).
На горе Северный Басег встречаются разнообразные горные ландшафты и экосистемы: тундры (пятнистая травяно-моховая, травянисто-кустарничковая); елово-березовые криволесья с различным наземным покровом; высокотравные луга, различающиеся по степени зарастания ивой и по степени увлажнения; пихтово-еловый аконитовый лес (разрез 22, нет ПФП) на западном склоне горы и ельник папоротниковый на восточном склоне; верховое болото; березово-еловый травяно-кустарничковый и березняк таволго-разнотравный (приручьевые леса в нижней части горно-лесного пояса на высоте 340-390 м на западном склоне Северного Басега), где в настоящее время фенологические площадки пока не созданы.
Разнообразие условий формирования почвенного покрова даже в пределах горы Северный Басег, определило количество и места для закладки почвенных разрезов (таблица 1).
Диагностика почвенного профиля по морфологическим признакам позволила выделить почвы различного генезиса в высотных ландшафтах. Так, в пределах фиксированных фенологических площадок формируются почвы постлитогенного и органогенного стволов. Определены почвы отделов: альфегумусовые (подбуры, подзол, дерново-подзол), структурно-метаморфические (буроземы), органо-аккумулятивные (серогумусовые, темногумусовые), торфяные почвы. В нижней части горно-лесного пояса на западном склоне горы Северный Басег, где отсутствуют фенологические площадки, обнаружены почвы отдела глеевые (глеезем) и в приручьевом лесу - аллювиальные.
При описании морфологических признаков почв установлено, что все изучаемые почвы имеют визуально различимые поверхностные органогенные горизонты (очес, лесная подстилка, дернина) мощностью от 2 до 10 см. Гумусовый горизонт формируется не во всех почвах (в подзолах, в подбурах) и встречаются различные его
модификации: от серогумусового и темногумусового составляет 5-25 см. Некоторые почвы имеют два до иллювиально-гумусового, перегнойного в гумусовых горизонта, мощность которых находится в зависимости от типа почвы. Мощность гумусовых диапазоне от 9 до 48 см. горизонтов варьирует в широких пределах и
Таблица 1
Схема заложения почвенных разрезов по высотно-растительным поясам на г. Северный Басег
Ландшафты ПФП Разрез Координаты Высота н.у.м., м, крутизна, ° Название почвы
Тундровый (гольцовый)пояс
Тундра пятнистая 7 51 Ш8°56'952" 936, восточный Перегнойно -темногумусовая
травяно-моховая E 58°29'36" склон, 3 элювиированная
Тундра мохово- - 102 N 58°56'768" 836, склон Дерново-подзол
лишайниковая E 58°29'15.5" западный, 15 грубогумусированный
Елово-березовое криволесье- 4 21-18 N 58°56'43.6" E 58°29'380" 809, юго-западный, 11 Подбур грубогумусированный
редколесье
Подгольцовый пояс (криволесье, луга высокотравные)
Елово-березовое криволесье - 56 N 58°56.528' E 58°29.973' 743, уклон на Юго-Запад, Подзол грубогумусированный иллювиально -железистый
Луга с зарослями 3 49 - 623, западный Серогумусовая
ивы склон, 5 элювиированнная
Луга 8 28 - 603, западный Темногумусовая глинисто -
увлажненные склон, 1,5-2,5 иллювиированная
Подгольцовый пояс (парковое редколесье)
Пихтово-еловый 1 22 - 557, западной Бурозем элювиированный
аконитовый лес склон, 3
Ельник 10 15 - 577, восточный Бурозем глинисто-
ппоротниковый склон, 3 иллювиированный
Верховое болото 11 46 - 517, западный склон Торфяная олиготрофная глеевая иловато- торфяная
Горно-лесной пояс
Елово-пихтовый - 82 Ш8°47'36.093" 389, склон Глеезем ожелезненный
лес травяно- E58021'18.488" Юго-Запад, грубогумусированный
кустарничковый 1,5°
Березово-еловый - 37 353, западный Бурозем
таволговый склон, 3° грубогумусированный
(приручьевой лес) ожелезененный
Березняк таволго- - 33 344, западный Аллювиальная гумусовая
разнотравный лес склон, 3° глеевая элювиированная
(приручьевой лес) ожелезненнаяоруденелая
Мощность профиля почв варьирует от 17 до 102 см, в среднем мощность профиля составляет 56 см. Самый мощный профиль имеет аллювиальная гумусовая глеевая (разрез 33) в пойме реки Малый Басег. Почвы содержат обломки метаморфических пород и минералов различного размера: от самых мелких до очень крупных (более 200 мм).
Определены следующие особенности морфологии почв на горе Северный Басег:
1) в зависимости от высотно-растительных условий формируются различные генетические поверхностные органогенные и органо-минеральные горизонты (О, ао, АО, Н, AY, AYao, Аи, АН);
2) наличие грубого гумуса в составе органической части почвы;
3) мощность гумусового слоя больше в почвах, формирующихся на высоте ниже 700 м;
4) в окраске горизонтов преобладают бурые тона с различными оттенками (от светлых до темных);
5) наличие щебня в профиле, причем различные типы его распределения по профилю;
6) мощность горизонтов и в целом всего профиля почв варьирует в зависимости от приуроченности к высоте местности (коэффициент корреляции г= -0,73);
7) на высоте более 720 м н.у.м. (криволесье, тундра), где преобладает физическое выветривание (и в частности морозное), в профилях маломощных почв (10-30 см) обнаруживается слаборазвитый светлосерый горизонт мощностью 1 -7 см.
Следующим этапом исследования является изучение качества и свойств почв, для того, чтобы иметь исходные данные для проведения почвенно -экологического мониторинга. Предлагаем ввести постоянное наблюдение за качественным изменением состояния почвенного покрова заповедника. В качестве стационарных площадок необходимо использовать существующие постоянные
фенологические площадки и предлагаем ввести новые, характеризующие иные горные ландшафты и типы почв.
Набор контролируемых параметров при почвенном мониторинге не может быть единым для
всех почв, поскольку каждый тип характеризуется специфическими свойствами и особенностями строения и формирования, устойчивости к внешним воздействиям. Состав контролируемых параметров должен определяться спецификой конкретного почвенного мониторинга, и масштабами проявления негативных воздействий.
Почвы на стационарных площадках ПФП можно считать эталонами почв, формирующимися в особых экологических условиях, и, соответственно, рекомендуем включить их в Красную книгу почв Пермского края.
Библиографический список
1. Добровольский Г.В. Значение почв в сохранении биоразнообразия // Почвоведение. 1996. №6. С. 694-698.
2. Жангуров Е.В., Дубровский Ю.А. Дегтева С.В., Дымов А.А. Эколого-генетические особенности формирования торфяных почв горной ландшафтной зоны Северного Урала (Печоро-Илычский заповедник) // Лесоведение. 2017. № 2. С. 94-101.
3. Летопись природы государственного природного заповедника «Басеги». Книга 30 за 2016. Соликамск: Типограф, 2017. 247 с.
4. Мотузова Г.В. Основы системного подхода к почвенно-химическому экологическому мониторингу // Соединения микроэлементов в почвах: системная организация, экологическое значение, мониторинг. 2-еизд. 2009. С. 124-128.
5. Наумкин Д.В. Научно-исследовательская деятельность заповедника «Басеги» в 2012-2016 г.г. //
УДК 502.4
Природа Басег (сборник статей, посвященный 35-летию заповеднику «Басеги») / Труды ГПЗ «Басеги». Соликамск: Типограф, 2016. Вып. 5. С. 6-5.
6. Орлянский Н.А. Мониторинг территории Дарвинского государственного природного биосферного заповедника // Агрохимический вестник. 2010. №4. С. 5-7.
7. Полевой определитель почв России. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 2008. 182 с.
8. Самофалова И.А., Лузянина О.А. Почвы заповедника «Басеги» и их классификация // Пермский аграрный вестник. 2014. № 1 (5). С. 50-60.
9. Самофалова И.А., Рогова О.Б., Лузянина О.А. Диагностика почв различных высотно-растительных поясов Среднего Урала по групповому составу соединений железа // География и природные ресурсы. 2016. №1. С. 141-148.
10. Самофаова И.А. Почвенное разнообразие тундровых и гольцовых ландшафтов в заповеднике "Басеги" // Географический вестник. 2018. № 1. C. 1628.
11. Шеломенцев В.Н., Петрова Л.Е. Развитие и совершенствование системы особо охраняемых природных территорий как один из факторов устойчивого развития Российской Федерации // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. 2017. №6. С. 38-43.
12. Samofalova I.A., Rogova O.B., Luzyanina O.A. Diagnostics of soils of different altitudinal vegetation belts in the Middle Urals according to group composition of iron compounds // Geography and Natural Resources. 2016. Vol. 1. P. 71-78.
П.Ю. Санников P.Yu. Sannikov
Пермский государственный национальный Perm State University
исследовательский университет 15, Bukireva st., Perm, 614990
614990, Пермь, Букирева, 15
e-mail: sol1430@gmail.com
СОХРАНЕНИЕ СТЕПНЫХ СООБЩЕСТВ ПРИКАМЬЯ: ВОСКРЕСЕНСКАЯ СТЕПЬ
Во вводной части работы обосновывается актуальность дальнейшего изучения и охраны значимого природного феномена Кунгурской лесостепи. Основная часть сообщения посвящена описанию природоохранной ценности наиболее крупного выявленного участка степной растительности в Прикамье. Также приводится характеристика современной изученности. Описаны перспективы придания этому участку статуса ООПТ.
Ключевые слова: Кунгурская лесостепь, степные сообщества, особо охраняемые природные территории, комплексное экологическое обследование, Воскресенская степь.
PRESERVATION OF STEPPE COMMUNITIES IN PERM REGION: VOSKRESENSKAYA STEPPE
In the introductory part of the work, the relevance of the further study and protection of the significant natural phenomenon of the Kungur forest-steppe is substantiated. The main part of the message is devoted to the description of the conservation value of the largest identified area of steppe vegetation in the Perm region. It also describes the characteristics of modern knowledge of this location. The prospects for giving this area the status of protected areas are described.
Keywords: Kungur forest-steppe, steppe communities, protected areas, complex ecological survey, Voskresenskaya steppe.
© Санников П.Ю., 2018
