WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 || 15 | 16 |   ...   | 21 |

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГОУ ВПО «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра общей биологии и ...»

-- [ Страница 14 ] --

в сухих - 0,6-0,9 ц/га), что значительно мень ше количества минеральных веществ, потребляемых растительностью, в связи с чем коэффициент атмосферной миграции (КА) по Глазовской для луговых степей состав ляет 0,2-0,3, типичных степей - 0,1-0,2 и сухих степей - 0,4-0,6. В целом в степях по воздуху переносится огромное количество силикатной пыли и солей. Пыльные бури характерная особенность степных ландшафтов. Во время пыльных бурь резко уменьшается видимость, иногда наступают сумерки, воздух насыщается тонкой пы лью. Особенно легко развеивается верхний горизонт сухих солончаков, состоящий из смеси пылеватых частиц и кристаллов соли. Выдувание верхнего горизонта приводит к разрыхлению и развеиванию нижележащего слоя до тех пор, пока солончак не дос тигнет уровня грунтовой воды. Поэтому над солончаками наблюдается особенно за пыленная атмосфера. Важна также аккумулятивная роль ветра (многим лёссам и лёссовидным породам приписывают эоловое происхождение).

Биологический круговорот в степных ландшафтах. Биомасса в степях на по рядок меньше, чем в лесных ландшафтах - от 100 до 350 ц/га. Большая ее часть, в от личие от лесов, сосредоточена в корнях (70-90%). Зоомасса в черноземных степях равна 6-21 ц/га - около 6% от биомассы. Ежегодная продукция (П) составляет 13- ц/га, 30-50% от биомассы (Б);

их соотношение К= lg П/ lg Б в черноземных и кашта новых степях колеблется в пределах 0,77-0,88. Таким образом, биологический круго ворот в степях по сравнению с лесами прогрессивен (Перельман, 1975).

Ориентировочные ряды биологического поглощения для степей имеют сле дующий вид: Cl S,PK Са, Mg, Na, Mn Si, Al, Fe. Характерная особенность био логического круговорота в степях - это его скорость. Ежегодно в опад поступает 55% от биомассы (в тайге – 1,5-4 %). На поверхности почвы накапливается степной войлок, причем отношение войлока к опаду зеленой части, характеризующее ско рость разложения растительных остатков в степи, близко к 1 (в широколиственных лесах - 4, тайге – 10-20, в кустарничковой тундре приближается к 100). Ежегодно в биологический круговорот в степях вовлекаются сотни килограммов водных мигран тов: в луговых степях с опадом ежегодно возвращается 700 кг/га водных мигрантов, в сухих степях – 150. В опаде большую роль играют основания, полностью нейтрали зующие органические кислоты, что определяет насыщенность поглощающего ком плекса основаниями, нейтральную и слабощелочную реакцию почв. Только в луго вых степях возможна слабокислая реакция в верхней части почвы и небольшое со держание обменного водорода в поглощающем комплексе. Особенно важно соотно шение между Са и Na в опаде (Глазовская, 1988).

В разложении органических остатков в степях выделяется два основных про цесса: 1) кальциевое разложение - Са преобладает над Na и господствует в погло щающем комплексе почв;

2) кальциево-натриевое разложение - Na наряду с Са и Mg входит в состав поглощающего комплекса, обусловливая солонцеватость элювиаль ных почв (Перельман, 1975). В отличие от лесных ландшафтов в почвах степей нака пливается в 20-30 раз больше органического вещества, чем в биомассе (в луговых степях до 8000 ц/га гумуса, в сухих – 1000-1500). Гуминовые кислоты преобладают над фульвокислотами, подвижные формы гумуса не превышают 10-20%.

Элювиальные почвы, коры выветривания, континентальные отложения. В ав тономных ландшафтах бореальных степей формируются черноземные и каштановые почвы. М. А. Глазовская объединяет их в семейство кальций-гумусовых степных почв. Биогенная аккумуляция в элювиальных степных почвах, как правило, сильнее, чем в лесах, а выщелачивание слабее, что объясняется щелочной средой, менее бла гоприятной для миграции большинства металлов (кислое выщелачивание отсутству ет), а также слабым промачиванием в условиях сухого климата, в связи с чем резко выражен механизм отрицательной обратной биокосной связи, стабилизирующей со став почв. Характерная особенность степных почв - накопление гумуса, количество которого постепенно убывает с глубиной. В верхней части горизонта А в связи с ак тивным разложением органических остатков почвенный воздух содержит много СО2, а в растворе устойчива система Са2++2НСО3-. В нижней части гумусового горизонта СО2 меньше, и там из раствора осаждается СаСОз, образуя иллювиальный карбонат ный горизонт: Са (НСО3)2 СаСО3 + Н2О + СО2, являющийся продуктом биологи ческого круговорота.

Для черноземных и каштановых почв характерны два основных геохимических барьера: 1) биогеохимический барьер в верхней части гумусового горизонта, в кото ром за счет биогенной аккумуляции накапливаются Р, S, К, (Са), местами Mg, Na, Sr, Mn, Cu, Zn, Mo, Co, As, Ag, Ba, Pb и другие микроэлементы;

2) щелочной и термоди намический барьеры в нижней части гумусового горизонта и верхней части карбо натного, где накапливается СаСО3 (Глазовская, 1988). В черноземных и каштановых почвах преобладают окислительные условия, на что указывают неподвижность Fe и отсутствие оглеения. Возможно, в черноземных почвах в связи с их лучшим увлаж нением периодически создается слабоокислительная среда с подвижным Мn и на ко роткий срок - слабовосстановительная. Предполагается, что этим объясняется фор мирование гумуса черного цвета и местами передвижение Мn. В каштановых почвах среда более окислительная, чем в черноземных, и, вероятно, поэтому гумус в них ко ричневый, а Мn менее подвижен (Перельман, 1975).

Карбонатная кора выветривания. В степях, сформировавшихся на скальных породах, под гумусовым горизонтом располагается обломочный горизонт с корками кальцита на поверхности обломков. Карбонатный горизонт прослеживается в виде белой полосы, параллельной земной поверхности - иллювиальный карбонатный поч венный горизонт, нижняя часть которого находится вне сферы почвенных процессов и должна быть отнесена к коре выветривания обломочной обызвесткованной. Источ ником Са служат также атмосферная пыль, выветривание и последующее перерас пределение Са с участием биологического круговорота. Последующий смыв и сдув почв мог вывести карбонатную кору на поверхность. Постоянная эрозия верхних го ризонтов почв обусловливает постепенное «въедание» коры в толщу породы.

Лёссы и лёссовидные породы многие авторы относят к коре выветривания, ко торая формировалась в четвертичном периоде. В европейской части России лёссы отлагались в ледниковые эпохи в перигляциальных областях. Имеются представле ния, что некоторые виды лёссов образовались в результате мерзлотных процессов попеременного промерзания и протаивания. С этим связывают формирование порис тости, призматических отдельностей. Материнская порода лёсса может образоваться различным путем - водным (аллювий, делювий, пролювий), эоловым и т. д. Специ фические особенности лёсса порода приобретает только в результате выветривания.

Таким образом, лёсс - это не только эоловое отложение, но и ископаемая почва лед никовых эпох (почвообразование происходило одновременно с осадкообразованием).

Мелкоземистость и карбонатность сами по себе обеспечивают породе лёссо видные черты, особенно если порода отложилась в сухом климате. Лёсс может быть особой корой выветривания;

лёссы и лёссовидные породы могут формироваться не посредственно в ходе осадкообразования в условиях сухого климата. Согласно этим представлениям в результате выветривания и почвообразования создается лёссовый материал в виде пылеватой карбонатной фракции, весьма характерный для районов засушливого климата. При переотложении водой или ветром данного материала об разуется плащ лёссов и лёссовидных пород. В геохимическом отношении лёссы и лёссовидные породы аналогичны обызвесткованной коре выветривания. Все карбо натные коры выветривания и континентальные отложения относятся к кальциевому классу (Полынов, 1944;

Геохимия ландшафтов …, 1973;

Перельман, 1975).

Геохимические ландшафты черноземных степей. Тип черноземных степей включает в себя несколько семейств, выделение которых связано с зональными и провинциальными различиями.

Луговые степи с кальциевым классом водной миграции. Кальциевые луговые степи – это горные и холмистые луговые степи с энергичным водообменом, распро странены в крае в условиях расчлененного рельефа в районах неотектонических под нятий. Эти степи отличаются наибольшей биомассой и ежегодной продукцией живо го вещества. Биологический круговорот поставляет в почву много органических ве ществ, и щелочей для их нейтрализации не хватает. В результате в верхней части почвы развивается слабокислая среда (рН 6-6,5), в поглощающем комплексе появля ется небольшое количество водородного иона. Однако в луговых степях отмечаются только начальные стадии этого процесса, большее его развитие знаменует смену степного ландшафта луговым. Для кальциевых луговых степей характерны выщело ченные, мощные и тучные черноземы с высоким содержанием гумуса (до 20%) и большими его запасами (до 8000 ц/га). Размыв почв и коры выветривания и переот ложение их материала приводит к образованию склоновых отложений и аллювия.

Все они богаты СаСОз и относятся к кальциевому классу. Если грунтовые воды фор мируются в грубообломочном элювии и затем фильтруются через трещиноватые из верженные породы, содержащие мало продуктов выветривания, то они слабо мине рализованы, нередко содержат в своем составе силикаты и бикарбонаты щелочей (преимущественно Na). Такие воды имеют силикатно-карбонатный состав с преобла данием среди катионов Na, а их минерализация не превышает 0,5 г/л.

Несколько иной состав приобретают грунтовые воды в ландшафтах с более мощными продуктами выветривания. В этом случае высокое содержание углекислой извести в почвах, элювии и склоновых отложениях накладывает резкий отпечаток и на состав грунтовых вод. При формировании последних важнейшее значение имеет растворение углекислого кальция, в связи с чем в водах среди катионов преобладает кальций, а среди анионов - гидрокарбонатный ион. Кальций, как сильный коагулятор, обусловливает чистоту и прозрачность вод, которые почти не содержат в растворе коллоидов. В обоих рассмотренных случаях воды будут пресными, маломинерализо ванными, однако воды, приуроченные к склоновым отложениям, отличаются и зна чительной жесткостью. Содержание хлора, сульфат-иона, натрия в них невелико.

Однако по мере движения вод и их испарения содержание сульфат-иона повышается, и воды приобретают местами сульфатно-кальциевый состав. Из них возможно осаж дение гипса в нижней части коры выветривания и в континентальных отложениях (в форме одиночных кристаллов). Мощные гипсовые горизонты в ландшафтах данного класса не возникают.

Супераквальные ландшафты, питающиеся гидрокарбонатно-кальциевыми во дами, представлены лугами и болотами в долинах рек, для которых характерны пышная травянистая растительность и много кальциефилов в её составе, что объяс няется не только богатством вод Са, но также накоплением СаСО3 в почвах в форме так называемого лугового или болотного мергеля (накапливается также Sr). Реакция данных почв нейтральная или слабощелочная, в них энергично разлагаются органи ческие остатки, накапливается много гумуса (на лугах) или хорошо разложившегося торфа (на болотах), развивается карбонатное оглеение. Fe и Мn приобретают под вижность и образуют аккумуляции в форме железистых и марганцевых конкреций, но миграционная способность Fe небольшая и болотные железные руды не возника ют. В грунтовых водах автономных ландшафтов иногда развивается слабовосстано вительная среда, поэтому железистые и марганцевые новообразования встречаются и в нижних горизонтах коры выветривания. Карбонат кальция нередко образует мелкие скопления в форме различных «журавчиков» и «дутиков».

Формирование химического состава речной воды связано с поступлением в русло грунтовых и поверхностных вод (Крайнов, Швец, 1992;

Ковальский, 1994). По верхностные воды (ручьи, плоскостной сток), взаимодействуя с верхними горизонта ми или размывая более глубокие горизонты степных почв и коры выветривания, ес тественно, растворяют некоторое количество соединений Са. Биологические процес сы, протекающие в самой воде (например, дыхание организмов), благоприятствуют накоплению в ней СО2 и, следовательно, гидрокарбонатного иона (НСО3-), что обес печивает хорошую растворимость углекислого кальция. Поэтому речная вода имеет гидрокарбонатно-кальциевый состав и ее реакция слабощелочная. Вода, как правило, насыщена ионами Са и не растворяет известь. Кроме растворенных солей, в речной воде находится значительное количество мути - взвешенных наносов, содержащих до 20% СаСОз. А так как речная вода не способна растворять карбонаты, то они частич но отлагаются в аллювии, обусловливая его известковистость. Аллювий обогащается также за счет известковых скелетов животных.

Итак, типоморфным элементом луговых черноземных степей является Са. Он находится в виде углекислой извести в почвах и подстилающих породах, с чем в ос новном связана слабощелочная реакция почвенных и грунтовых растворов и коагу ляция минеральных и органических коллоидов на месте их образования. В связи с этим воды бедны растворимыми коллоидами. Среди обменных катионов поглощаю щего комплекса также преобладает Са. В медико-геохимическом отношении луговые степи относятся к сравнительно благополучным ландшафтам. Эндемический зоб, ка риес и другие болезни, связанные с дефицитом элементов, здесь распространены зна чительно меньше, чем в тайге, но мочекаменная болезнь, связанная с жесткостью вод и другими условиями, наблюдается чаще.

Луговые степи кальциево-натриевого класса (Са-Na). Формирование ланд шафтов данного класса связано с развитием засоления и рассоления. Они очень ха рактерны для аккумулятивных равнин. Во время близкого стояния грунтовых вод те рассы являются поймами, на которых распространяются процессы засоления и осо лонцевания и ландшафт носит характер солончаковатых и солонцеватых лугов;

с по нижением базиса эрозии в дальнейшем (а возможно, и с увлажнением климата) начи нается рассоление, приводящее к образованию черноземов, сохранивших в качестве реликтов различные признаки солонцеватости и осолодения. В современных депрес сиях рельефа создались условия для накопления соды и образования солончаковых почв и солончаков. Поскольку часть солонцов вторично засолена, то, вероятно, под нятия сменялись опусканиями. Реки в подобных ландшафтах текут медленно, воды в основном гидрокарбонатно-кальциевые, но есть и натриевые с повышенной щелоч ностью (сода). Долины рек, как правило, сильно заболочены, встречаются болота с ярко выраженным сизым глеевым горизонтом под торфяным слоем.

Кальциево-магниевые луговые степи. Ландшафты этого класса формируются на гипербазитах, доломитах и других породах, богатых Mg. Однако главное участие в биологическом круговороте все же принимает не Mg, а Са, в почвах и делювии пре имущественно накапливается кальцит. В связи с этим ландшафты на гипербазитах относятся к Са-Mg-классу (не к чисто магниевому).

Геохимические ландшафты сухих степей. Тип сухих степей является переход ным между черноземными степями и пустынями. Это находит выражение в характе ре растительного покрова, в котором преобладают полынно-злаковые ассоциации (для типичных черноземных степей характерны злаковые ассоциации, а для пустынь - полынные). Между черноземными и сухими степями нет четких различий. Перехо ды в степях постепенные, и, например, сухие степи на темно-каштановых почвах весьма близки к южным черноземным степям. Сухие степи разделяются на северное семейство на темно-каштановых почвах с более интенсивным биологическим круго воротом и южное семейство на светло-каштановых почвах. Для сухих степей типич на комплексность почвенно-растительного покрова: наиболее часто встречается со четание каштановых почв с солонцами, в некоторых районах солонцы преобладают.

Помимо типичных солонцов широко развиты каштановые солонцеватые почвы. Юж ные сухие степи (на светло-каштановых почвах) характеризуются: сухим климатом, меньшей интенсивностью биологического круговорота, меньшим накоплением гуму са, более слабым стоком, сильным развитием засоления и осолонцевания. Здесь мно го типичных солончаков, почти все светло-каштановые почвы солонцеваты. Ланд шафты относятся к кальциевому и кальциево-натриевому классу.

Геохимические ландшафты лесостепей. Для лесостепной группы характерно сочетание лесных и степных элювиальных ландшафтов, образующих единый ком плекс. Лесостепные ландшафты формируются в климатических условиях, переход ных от влажных (лесных) к сухим (степным). Количество атмосферных осадков час то близко к испаряемости, но нередки и отклонения в ту или иную сторону. В про странстве эти ландшафты, как правило, образуют самостоятельную лесостепную зо ну - между лесной (широколиственные леса) и степной. Ландшафты лесостепей в пределах края распространены на северном макросклоне Главного Кавказского хреб та и характеризуются сочетанием широколиственных лесов (главным образом, дубо вых) и луговых степей. В результате хозяйственной деятельности большинство лесов сведено, и только почвенный покров (серые лесостепные почвы, деградированные черноземы) позволяет судить о более широком распространении лесов в прошлом. В геохимическом отношении лесостепные ландшафты несут в себе черты как широко лиственных лесов, так и луговых степей. Однако современная миграция элементов ближе к луговым степям.

Горно-луговые ландшафты. По величинам биомассы (Б), ежегодной продук ции (П) и их соотношению К (К = lgП / lgБ) горные луга ближе всего к луговым чер ноземным степям. Разложение органических веществ, напротив, протекает медлен нее, чем в степях, в продуктах разложения кислые соединения преобладают над ос новными, в почвах развиты менее окислительные условия, иная окислительно восстановительная зональность. По этим показателям горные луга ближе к тундре и тайге. Двойственность биологического круговорота - главная особенность горно луговых ландшафтов края. Горно-луговые ландшафты в пределах края характерны для хребтов Северо-Западного Кавказа. Центральное положение в типе горно луговых ландшафтов занимает альпийское семейство (альпийские низкотравные лу га). В более теплом климате развито субальпийское семейство (субальпийские высо котравные луга) с большей биомассой. Переходным к горным степям является луго во-степное семейство. Число классов и родов невелико. Типоморфны только водо родный ион и кальций. Выделяется три основных класса – кислый (Н), переходный (Н-Са) и кальциевый (Са). Каждый из них включает два рода и большое число видов.

Абсолютно преобладают ландшафты на геосинклинальных формациях. Во многих горных районах широко распространены флиш и флишоидные формации.

Альпийские луга - низкотравные луга, располагающиеся обычно на высотах бо лее 2000 м (на Западном Кавказе - 2200-3000), продукт холодного и влажного клима та высокогорий. Прохладное лето исключает возможность произрастания деревьев. В некоторых районах средняя температура июля не поднимается выше 4°С. Количество осадков превышает испаряемость, организмы хорошо обеспечены влагой, раститель ность носит мезофильный характер. Жизненные процессы лимитируются недостат ком тепла. Разреженная атмосфера и связанное с этим изменение солнечной радиа ции (большая роль ультрафиолетовых лучей) определяют специфические особенно сти биогенной аккумуляции и, в частности, фотосинтеза. Большое влияние на биоло гический круговорот оказывают сильное испарение, резкая смена температур в тече ние суток, значительное нагревание почвы по сравнению с воздухом, мощный снего вой покров и длительные зимы (6-10 месяцев). Сравнительно частые грозы повыша ют содержание озона в атмосфере и тем самым усиливают окислительные реакции (Назаров, 1974). В горно-луговых ландшафтах на скальных породах почвы имеют малую мощность, щебень часто залегает на глубине первых десятков сантиметров, почва и кора выветривания практически совпадают. В горно-луговых ландшафтах почвенный мелкозем частично образуется, очевидно, за счет разложения раститель ных остатков.

Альпийские ландшафты кислого (Н+) класса. Они развиты на бескарбонатных породах и отмечены сильнокислыми выщелоченными почвами. Местами в нижних горизонтах почв развивается оглеение. Слабоокислительная среда (с подвижным Мn), вероятно, развита повсеместно. Трещинно-грунтовые воды в элювиальном и трансэлювиальном ландшафтах формируют свой состав за счет биологического кру говорота и взаимодействия с породами. Кислая среда в почве быстро сменяется ней тральной в обломочном элювии, и воды, как правило, нейтральные или очень слабо кислые. Это преимущественно гидрокарбонатно-кальциевые воды, иногда с повы шенным содержанием Mg. Низкая температура вод повышает растворимость газов, в частности О2 и СО2. Воды очень мало минерализованы, часто ультрапресные. Из-за резкой ненасыщенности их из ландшафта выносится большинство элементов, в том числе сравнительно малоподвижных.

Альпийские ландшафты переходного (Н+-Са2+)-класса. Они формируются на карбонатных породах - известняках, доломитах, мергелях и т.д., широко распростра нены в пределах края на Северо-Западном Кавказе. Горно-луговые почвы их обычно содержат обломки карбонатных пород, вокруг которых создается локальная ней тральная микросреда. Однако в целом почвенный мелкозем кислый, биологический круговорот оказывается сильнее влияния породы, в почве возникает чрезвычайно пе страя, резко неравновесная щелочно-кислотная обстановка (в одном и том же гори зонте развиты и кислая, и нейтральная среды). СаСО3 неустойчив, и бикарбонатные растворы покидают почву, иллювиальный карбонатный горизонт не образуется. Од нако эти ландшафты богаче кальцием, чем кислые, рН почв здесь выше, организмы лучше обеспечены кальцием, среди трав больше кальцефилов. Трещинно-грунтовые воды образуются в карбонатных породах, важную роль в формировании их состава играют процессы растворения кальцита и доломита. Воды более минерализованные, чем в кислом классе, гидрокарбонатно-кальциевые, они не насыщены СаСО3, в связи с чем вторичные аккумуляции углекислой извести отсутствуют.

Примитивно-пустынные ландшафты распространены в высокогорьях, основ ную роль в их биологическом круговороте играют водоросли и микроорганизмы, частично лишайники и грибы;

высшие растения отсутствуют или их число ограниче но, в связи с чем биомасса мала. Некоторые типы примитивно-пустынных ландшаф тов можно рассматривать как результат деградации ландшафтов других групп под влиянием ухудшения условий существования организмов: понижения температуры, увеличения сухости, возрастания засоленности (Назаров, 1974).

Ландшафты скал, покрытых лишайниками и водорослями. Данный тип часто является первой стадией развития ландшафтов на скальных породах. В условиях влажного и теплого климата эта стадия быстро проходит, и только в условиях высо когорий она существует в течение длительного времени. Первыми поселенцами на скальных породах являются лишайники, а также некоторые водоросли (еще раньше поселяются микроорганизмы).

Биогенные ландшафты вечных снегов. Красный, зеленый, желтый, коричневый и прочий цветной снег встречается в зоне вечных снегов Кавказа. Обычно пятна ок рашенного снега распространяются на десятки квадратных метров и километров. Та кое специфическое явление вызвано наличием синезеленых и зеленых водорослей, грибов и бактерий. Большую часть времени эти низшие организмы бездействуют, но стоит только оттаять верхнему слою снега, как начинается бурное их размножение, образование и разложение органического вещества. В результате талая вода обога щается различными продуктами обмена веществ (СО2, органические соединения).

Естественно, что биологическая продуктивность такого ландшафта ничтожна, орга низмы находятся здесь в слишком неблагоприятных условиях (низкие температуры, бедность минерального питания). Поэтому ландшафт в целом очень близок к абио генным ландшафтам вечных снегов и льдов.

8.3.4. Засоление и рассоление ландшафтов. Растворимые соли накапливаются в почвах, континентальных отложениях, воде, атмосфере и организмах, поэтому можно судить о засолении ландшафта в целом, а также о его рассолении.

Засоление ландшафта. Засоленным является ландшафт, для которого харак терно накопление легкорастворимых солей, их активное участие в биологическом круговороте и водной миграции. Засоление подчиняется зональности и усиливается с засушливостью климата. Большое влияние на засоление оказывают и геологические условия.

Важнейшим поставщиком солей служат выветривание и почвообразование, переводящие Na, Cl, S и другие подвижные элементы из горных пород в водный рас твор, осуществляется процесс путем непосредственного разложения минералов и че рез биологический круговорот. Другим мощным фактором засоления ландшафтов являются атмосферные осадки и пыль. В молодых ландшафтах принос солей из ат мосферы, как правило, не приводит к засолению. В древних ландшафтах, формиро вание которых в аридных условиях продолжается многие миллионы лет, соли посте пенно концентрируются в нижних горизонтах почв.

В засолении некоторых территорий края важную роль играют соли осадочных пород. Низменности Восточного Приазовья в основном сложены осадочными поро дами;

в мезокайнозое эта территория неоднократно покрывалась водами эпиконти нентальных морей, которые, отступая, оставляли соленые лагуны и озера. В резуль тате таких изменений состояния территории в меловых, палеогеновых и неогеновых отложениях накопилось большое количество солей, которые в дальнейшем, вклю чившись в миграцию, засоляли ландшафт (именно этим объясняется особенно интен сивное засоление почв в некоторых районах). На морских побережьях засоление также связано с непосредственным влиянием морских солей на ландшафт (побережье Азовского моря, подпитываемое морскими водами).

В степях по разломам происходит разгрузка глубинных холодных или тер мальных вод. Если разгружаются большие массы воды, то возникает болото, озеро, река, а при медленной разгрузке воды она успевает испариться и на поверхности над разломом формируется засоленный ландшафт – разломный солончак. Узкие полосы засоленых почв местами пересекают речные долины, поднимаются на возвышенно сти и располагаются не в соответствии с современным рельефом. Глубинные напор ные воды местами участвуют в питании грунтовых вод, изменяют их состав и спо собствуют образованию солончаков (Крайнов, Закутин, 1994). В процессе длитель ной эволюции в весьма жестких условиях организмы засоленных ландшафтов при способились к высокому содержанию солей в почвах и водах. Солелюбивые (галофи ты) растения (например, семейство Salsolaceae и др.) выносят такое содержание со лей, которое для других растений является губительным. Галофиты концентрируют и микроэлементы. Так, по В.П. Иванчикову, галофиты часто обогащены Cu, Zn, Mo, Sr, иногда Fe, Pb, Mn, но обеднены Ba. Также специфична и фауна засоленных ланд шафтов;

в организме животных (преимущественно у беспозвоночных) повышено со держание легкоподвижных элементов.

Испарительная концентрация элементов. Весьма распространено засоление на аллювиальных равнинах, где пресные речные воды, фильтруясь в аллювиальные отложения, дают начало горизонту грунтовых вод, которые при близком залегании от поверхности поднимаются по капиллярам и испаряются, оставляя в почве легко- и труднорастворимые соли. Существует понятие о критическом уровне залегания грунтовой воды. Это глубина, с которой возможно капиллярное поднятие вод к по верхности и засоление почв (Б.Б. Полынов). Эта величина – функция ландшафта и зависит главным образом от климата и состава почв. В.А. Ковда установил четыре стадии изменения минерализации грунтовых вод при испарении: 1) силикатно карбонатная, 2) сульфатно-карбонатная (до 3-5 г/л), 3) хлоридно-сульфатная (до г/л и более), 4) сульфатно-хлоридная (не менее 5-20 и до 150-200 г/л). В испаритель ной концентрации участвуют B, F, I, U, Mo, Li, Sr, Zn и другие редкие элементы, ко торые накапливаются в водах, почвах, солевых корках солончаков (Перельман, 1975;

Бранлоу, 1984;

Беус и др., 1976;

Сает и др, 1990).

От каждого источника питания распространяется шлейф, или язык, грунтовых вод, в котором по мере удаления от области питания нарастает минерализация;

от четливее всего зональное распределение минерализации наблюдается в субаэральных дельтах и подгорных конусах выноса, верхняя часть которых обычно имеет маломи нерализованные сульфатно-карбонатно-кальциевые воды, по мере продвижения дельта сменяется хлоридно-сульфатной зоной, а по периферии в местах близкого за легания грунтовых вод – сульфатно-хлоридной. По мере испарения грунтовых вод происходит последовательное насыщение их различными солями, выпадающими в осадок. Из менее соленых вод выпадают труднорастворимые соли (СаСО3, гипс), а из более соленых – легкорастворимые, что определяет зональные закономерности в на коплении солей: чем менее растворима соль, тем шире ареал ее осаждения в процессе испарения. Сходная закономерность наблюдается в вертикальном профиле почв и грунтов: ближе к уровню грунтовых вод осаждаются наименее растворимые соли, выше – более растворимые. Следовательно, несмотря на обратные связи, проявляю щиеся между грунтовыми водами, почвами и организмами, состав солей, аккумули рующихся в каждой из этих систем, может быть различным.

Ярко выраженная солевая эпигенетическая зональность в почвах и грунтах возникает лишь при сравнительно глубоком залегании грунтовых вод. Если они зале гают очень близко к поверхности (например, в пределах 1 м), то при сильном испа рении происходит одновременная разгрузка и легко-, и труднорастворимых солей.

Накопление гипса в верхнем горизонте супераквальных почв может быть связано с микробиологическими процессами: в результате десульфуризации образуются в поч ве H2S и сульфиды;

тионовые бактерии окисляют сульфиды до серной кислоты. По следняя, реагируя с кальцитом, дает гипс. Подобный замкнутый цикл серы (сульфат сульфид-сульфат) развивается при колебаниях уровня грунтовых вод и периодиче ской смене окислительных условий в верхнем горизонте восстановительными.

Согласно В. А. Ковде, в сухой и жаркий летний период из грунтовых вод оса ждаются хлориды и сульфаты натрия, а в холодный и дождливый зимне-осенне весенний период вымываются преимущественно хлориды (растворимость Na2SО понижается при низкой температуре: из раствора выпадает мирабилит – Na2SО4.

10H2O) и в почвах сульфаты преобладают над хлоридами. Соотношение засоления и рассоления различно. Известны ландшафты с преобладанием засоления (прогрессив ное засоление) и ландшафты, в годовом цикле которых засоление и рассоление урав новешивают друг друга, а также ландшафты рассоляющиеся (прогрессивное рассо ление);

во всех указанных случаях состав солей в солончаках различный.

При засолении натриевыми солями изменяется поглощающий комплекс почв и грунтов. Большинство рыхлых отложений имеет континентальный тип поглощающе го комплекса с Са и Mg. При засолении натрий замещает Са и Mg и поглощающий комплекс приобретает морской характер. Са вытесняется энергичнее Mg, поэтому в засоленных почвах и грунтах поглощающий комплекс часто имеет натриево магниевый состав с подчиненным значением Са). Аллювиальное засоление - наибо лее распространенный процесс формирования засоленных ландшафтов. Специфиче ские засоленные ландшафты формируются при разломном и приморском засолении на территориях соленосных формаций и нефтегазоносных районов.

Окислительно-восстановительные условия засоления. В засоленных почвах может формироваться и окислительно-восстановительная зональность. Отсутствует растительность на поверхности шорового солончака, под коркой соли которого зале гает мокрая соленая грязь. Солнечный свет, проникая через корку, создает возмож ность для поселения на ее нижней поверхности зеленых водорослей, поэтому в верх нем слое солончака господствует резко окислительная среда, цвет горизонта бурый (от соединений трехвалентного железа) - это окислительный горизонт солончака (О).

На глубине 5-10 см развивается десульфуризация, образуются восстановленные со единения – H2S и черный коллоидный минерал гидротроилит (FeS•nFe2S3•Н2О). Этот резко восстановительный горизонт называется гидротроилитовым (Г) (Перельман, 1975), ниже которого количество органического вещества убывает, степень восста новленности среды уменьшается, формируется глеевый горизонт (G) с соленосным оглеением. В солончаке наблюдается следующая окислительно-восстановительная зональность (сверху вниз): О - резко окислительный горизонт со свободным О2;

Г резко восстановительный гидротроилитовый горизонт;

G - слабо восстановительный глеевый горизонт. Границы горизонтов периодически перемещаются по профилю:

при увлажнении солончака окислительный горизонт сокращается, а восстановитель ные - увеличиваются, в сухой период расширяется окислительный горизонт.

Аналогичная окислительно-восстановительная зональность характерна и для других засоленных почв. Иногда окислительный горизонт книзу сменяется глеевым, реже засоление протекает только в окислительных условиях. В сооветствии с этим выделяются окислительные (только горизонт О), сульфидные (есть горизонт Г, но могут быть и О, и G) и глеевые (есть горизонт О и G или только G) засоленные почвы (Перельман, 1975;

Авессаламова, 1985).

Щелочно-кислотные условия засоления. По этим параметрам выделяются сле дующие типы засоления: I) сильнокислое (рН3);

2) слабокислое (рН = 3-6,5);

3) ней тральное и слабощелочное (рН = 6,5-8,5);

4) сильно щелочное содовое (рН 8,5).

Щелочно-кислотные условия меняются по профилю почв и по временам года. В за соленных почвах наиболее распространены нейтральные и слабощелочные среды с рН = 7-8, поскольку большинство этих почв содержит СаСО3.

Геохимические барьеры. В местах интенсивного испарения грунтовых вод, особенно вблизи поверхности почвы или же прямо на их поверхности, формируется верхний испарительный барьер и выделяется нижний испарительный барьер на уровне грунтовых вод. На испарительном барьере концентрируются многие элемен ты: сульфидный барьер возникает на нижней границе гидротроилитового горизонта с осаждением на нем Zn, Сu и других металлов и на границе глеевого и окислительно го горизонта появляется кислородный барьер, на котором осаждаются Мn и в мень шей степени Fe;

при засолении иногда возникают щелочные и кислые барьеры (Пе рельман, 1975). Большинство засоленных ландшафтов относится к соленосному, со леносному глеевому, соленосно-сульфидному классам, менее распространены содо вый и содово-глеевый классы. Как правило, соленосный, соленосный глеевый и со леносно-сульфидный классы встречаются в одном и том же геохимическом ланд шафте.

Смена засоления и рассоления. Засоление и рассоление нередко многократно сменяют друг друга, что связано, например, с периодическими тектоническими под нятиями и опусканиями, изменяющими глубину залегания грунтовых вод. Большое значение для смены засоления и рассоления имеет изменение уровня грунтовых вод, обусловленное сезонными или годовыми колебаниями количества атмосферных осадков. При небольшом повышении уровня грунтовых вод происходит засоление, и Na входит в поглощающий комплекс, при понижении - рассоление и формирование солонцовых свойств. Наиболее резко выраженные солонцовые свойства развиваются при периодическом увлажнении нижней части почвы за счет грунтовых вод. Такие солонцы формируются на ранних стадиях засоления до образования солончака, они характерны для пойм степных рек. Подобные солонцы с супераквальным режимом резко отличаются от неоэлювиальных солонцов террас.

Рассоление ландшафта означает не только удаление солей из почв и грунтов, но и уменьшение минерализации вод, смену флоры (исчезновение галофитов) и фау ны, уменьшение засоленности атмосферы;

распространено так же широко, как и за соление. Оба процесса характерны для всех засушливых зон, и обычно они сосуще ствуют в пределах одного геохимического ландшафта. Рассоление идет постепенно с образованием особой серии ландшафтов, начальным членом которой является засо ленный ландшафт, а последним – незасоленный. К промежуточным относятся ланд шафты, в которых соли сохранились лишь в нижних горизонтах почв или в грунтах.

Одной из главных причин рассоления являются тектонические поднятия, при водящие к развитию рельефа и понижению уровня грунтовых вод. В поймах степных рек преобладает засоление, а на террасах - рассоление. В прошлом во многих засуш ливых районах грунтовые воды залегали близко. С понижением их уровня засоление сменилось рассолением, ландшафты стали неоэлювиальными. В таких ландшафтах во флоре, фауне, почвах и грунтах сохранились те или иные геохимические реликты засоления. Такие процессы прошли многие ландшафты Кавказа. Другой причиной рассоления является увлажнение климата. При увеличении количества атмосферных осадков усиливается промывание почв, усиливается сток и начинается рассоление. В некоторых случаях обе причины рассоления действуют одновременно: тектониче ские поднятия совпадают с увлажнением климата. Локальное участие в рассолении принимает ветер, удаляющий из ландшафта соли. Различают два основных геохими ческих типа рассоления: кальциевое (остепнение и опустынивание солончаков) и на триевое - превращение солончаков в солонцы;

в зависимости от зональных условий эти процессы протекают по-разному (Перельман, 1975).

Кальциевое рассоление характерно для солончаков, содержащих много солей Са. При рассолении Са вытесняет Na из поглощающего комплекса и в рассоленной почве образуется кальциево-магниевый поглощающий комплекс. Рассоленная почва и ландшафт в целом относятся к кальциевому классу. Неоэлювиальные (рассоленные) кальциевые ландшафты очень свойственны степям, почвы которых содержат релик товый гипсовый горизонт. В некоторых ландшафтах кальциевое рассоление приво дит к смене засоленного ландшафта черноземной и каштановой степью. Эти процес сы могут быть названы соответственно остепнением. При кальциевом рассолении на границе гипсового горизонта в почвах возникает гипсовый барьер, на котором кон центрируется Sr, на границе солевого горизонта – солевой барьер. Соли, выщелочен ные из солончаков, нередко накапливаются в депрессиях рельефа. Поэтому гипсо носные почвы на террасах часто сопрягаются с солевыми аккумуляциями в поймах рек и озерных котловинах.

Натриевое рассоление (образование солонцов). Если в солончаках преоблада ют натриевые соли, а гипса мало, то поглощающий комплекс в основном насыщен Na (иногда на 70-80%). При рассолении таких солончаков образуется почва с сущест венно натриевым поглощающим комплексом - солонец, которому свойственна свое образная растительность и особый биологический круговорот. Можно говорить не только о солонцовых почвах, но и о солонцовых ландшафтах. Слабые солонцовые свойства в почвах и растительности начинают проявляться уже при содержании в по глощающем комплексе 5% обменного Na. К промежуточным ландшафтам относятся в разной степени солонцеватые степи - сильно солонцеватые, слабо солонцеватые и т.д.

Солонцы образуются в результате рассоления натриевых солончаков при пе ремежающемся засолении и рассолении под действием сравнительно слабоминера лизованных сульфатно-натриевых вод, в результате элювиального почвообразования на морских глинах с натриевым поглощающим комплексом, на склонах при фильт рации натриевых вод и т. д. Физические и химические свойства солонцов обусловле ны высоким содержанием натрия в поглощающем комплексе. Коллоиды, насыщен ные натрием, легко переходят в раствор, с чем связано выщелачивание наиболее тон кодисперсной части из верхнего горизонта почвы А. Ниже образуется иллювиальный солонцовый горизонт В, в который вмыты коллоиды и поглощающий комплекс кото рого содержит много натрия. Еще ниже идут карбонатный, гипсовый и солевой гори зонты, но они могут и отсутствовать. Для солонцов характерны гипсовый и солевой, частично щелочной и сорбционный барьеры.

Биогенная аккумуляция определяет накопление гумуса и ряда водных мигран тов в горизонте А. Таким образом, профиль солонца имеет черты сходства с дерново подзолистыми почвами: в обеих почвах интенсивно проявляется выщелачивание (в частности Al, Fe) и образование иллювиального горизонта. В почвенном растворе со лонцов содержится сода, что определяет его высокий рН (до 10-11). Образование со ды происходит в результате: обменных процессов между поглощающим комплексом и раствором;

взаимодействия сульфатно-натриевых вод с карбонатом кальция;

нако пления соды и высокого содержания СО2 в водах, повышающего растворимость Са СО3;

десульфуризации сульфатно-натриевых вод;

выветривания полевых шпатов (Перельман, 1975).

Высокое содержание обменного натрия и сильно щелочная реакция неблаго приятны для жизни, и биологический круговорот на солонцах ослаблен. В сухих сте пях солонцы часто образуют пятна диаметром в несколько десятков метров и входят в качестве подчиненного члена в степной геохимический ландшафт. На местности они резко выделяются разреженной растительностью. Встречаются и крупные масси вы солонцов, занимающих автономное положение. В этом случае в микропонижени ях рельефа нередко развиты солончаки, а весь геохимический ландшафт представлен солонцово-солончаковым комплексом. Оторвавшись от грунтовых вод, под влиянием биологического круговорота солонцы постепенно превращаются в Na-Са- или Са-, Н Са-ландшафты. В. А. Ковда установил, что в степях происходит остепнение солон цов, т. е. превращение их в каштановые или черноземные почвы.

8.4. Проблемы развития ландшафтных систем Важнейшей частью комплекса экологических проблем любого ландшафта яв ляется его загрязнение. Как правило, анализируются современные антропогенные ис точники загрязнения. Тем не менее, для объективной оценки экологической ситуации любой территории необходимо знать не только современные источники загрязнения, но и природные факторы, влияющие на поведение загрязнителей и их роль в обост рении экологической ситуации тех или иных ландшафтов. Ландшафтно адаптированное землепользование в первую очередь предполагает исследование структуры почвенного покрова и выявление процессов его деструкции. Полученная информация дает возможность провести ландшафтное зонирование с выявлением участков, требующих особо охранного режима. Причинами выделения таких зон мо жет быть не только опасность развития процессов деструкции почвенного покрова, но и наличие видов растений и животных, внесенных в Красную Книгу.

Загрязнение ландшафта - это увеличение концентрации тех или иных веществ или энергии выше фоновых или допустимых нормативов, а также внесение чуждых ландшафту веществ, организмов и источников энергии под влиянием как антропо генных, так и природных (вулканизм, техногенная миграция веществ) факторов.

Вследствие взаимодействия компонентов ландшафта загрязнение одного из них (на пример, воздуха) вызывает загрязнение и других компонентов (растительности, поч вы), охватывая весь ландшафт. При ландшафтном мониторинге следует учитывать геохимические и биогеохимические свойства агроландшафтов и их специфические условия, в которых возможно замещение микроэлементов токсичными металлами техногенного происхождения, что существенно повышает экологический риск терри тории (Розанов А.В., Розанов В.Г., 1990).

Большинство важных для жизни элементов, таких как железо, кальций, калий, магний, марганец, медь, хлор и др., больше привязаны к земле, чем, например, азот или углерод. Их круговороты входят в общий осадочный цикл, циркуляция в котором осуществляется путем эрозии, осадкообразования, горообразования, вулканизма и биологического переноса. Чем меньше эрозия, тем меньший приток веществ потре буется извне. В периоды минимальной геологической активности накопление мине ральных элементов питания происходит на низменностях и в глубинах океанов за счет возвышенных районов. Этому способствует, например, распашка земель, осо бенно склоновых. Избыток отдельных веществ в низовьях может привести к тому, что жизнь будет «задушена» потоками ила, грязи, токсичных элементов или соеди нений и т.д.

Изменение содержания микроэлементов в почве немедленно сказывается на здоровье травоядных животных и человека, приводит к нарушению обмена веществ, вызывая различные эндемические заболевания местного характера. Например, в поч вах подзолистого типа с высоким содержанием железа при его взаимодействии с се рой образуется сернистое железо, которое является сильным ядом. В результате в почве уничтожается микрофлора (водоросли, бактерии), что приводит к потере пло дородия (Розанов А.В., Розанов В.Г., 1990).

Почва – важнейший индикатор экологического состояния ландшафта. При ха рактеристике почв очень трудно использовать например, ПДК тех или иных загряз няющих веществ, широко применяемых при оценке воды, воздуха, продуктов пита ния и кормов понятия. В числе главных причин - многообразие форм соединений любых элементов и веществ в почвах, от которых зависит доступность этих компо нентов растениям и, следовательно, их возможный токсический эффект. Поэтому при разработке принципов и организации почвенно-химического мониторинга приходит ся учитывать состав почвы, все ее составляющие, обладающие высокой сорбционной способностью, влияние условий на подвижность и доступность химических веществ растениям. Наиболее значительное влияние оказывает кислотность и щелочность почв, окислительно-восстановительный режим, содержание гумуса, легкорас творимые соли. Сопротивляемость почв химическому загрязнению также зависит от водного режима, водопроницаемости, преобладания нисходящих или восходящих токов влаги и т.п. Эти показатели наряду с уровнем сорбционной способности почв, отражаются на защитных функциях почвы по отношению к гидросфере и атмосфере, влияют на прогрессирующие накопления в почвах химических загрязняющих ве ществ.

Рассматривая проблемы загрязнения, мониторинга и охраны почв, следует ос тановится на негативных последствиях применения органических и минеральных удобрений, различных мелиорирующих средств. Простейший случай негативных по следствий такого рода связан с уровнем содержания в удобрениях и мелиорантах тя желых металлов, пестицидов и других загрязняющих химических веществ. Специ альными исследованиями было показано, что в некоторых регионах опасность за грязнения почв, вод, растений вследствие химизации земледелия может быть более высокой, чем загрязнения за счет выбросов промышленных предприятий. Неравно мерность техногенного распространения металлов усугубляется неоднородностью геохимической обстановки в природных ландшафтах. В связи с этим, для прогнози рования возможного загрязнения продуктами техногенеза и предотвращения нежела тельных последствий деятельности человека необходимо понимание законов геохи мии, законов миграции химических элементов в различных природных ландшафтах.

Химические элементы и их соединения, попадая в почву, претерпевают ряд превра щений, рассеиваются или накапливаются в зависимости от характера геохимических барьеров, свойственных данной территории.

Продукты техногенеза в зависимости от их природы и той ландшафтной об становки, в которую они попадают, могут либо перерабатываться природными про цессами, и не вызывать существенных изменений в природе, либо сохраняться и на капливаться, губительно влияя на все живое.

Современное состояние окружающей среды в крае определяется сложностями экономического развития его отдельных регионов, уровнем технического оборудова ния некоторых производств, загрязняющих природные объекты теми или иными от ходами, характером взаимоотношений природы и человека. Прежде чем изложить вопросы загрязнения ландшафтных систем с выделением наиболее опасных для био ты загрязнителей необходимо охарактеризовать состояние различных компонентов ландшафтов и выделить самые важные проблемы их функционирования - иными словами, в краткой и доступной форме дать читателю развернутую картину экологи ческой ситуации отдельных составляющих ландшафтных систем (почв, воды и т.д.) в связи с проблемой загрязнения их различными поллютантами. Это и составит основ ное содержание остальных разделов монографии.

8.4.1. Экологическое состояние почвенного покрова. Почвенный покров Крас нодарского края выделяется заметной пестротой, что объясняется: а) многообразием рельефа, особенно в южной части края;

б) сочетанием многообразных природно климатических факторов и условий почвообразования;

в) выраженной природной зо нальностью;

г) сезонным и годовым варьированием климатических условий;

д) ши роким разнообразием растительного покрова. В степной зоне края сформировались различные типы черноземов с преобладанием черноземов обыкновенных, в цен тральной части – черноземов выщелоченных типичных и обыкновенных, в рисовой зоне – рисовых почв, в плавневой зоне – болотных почв;

в предгорной зоне табако водства – маломощных лесных и подзолистых почв.

По особенностям почвенного покрова, агрономическим и природно хозяйственным характеристикам территорию края условно можно разделить на природно-хозяйственных зон: 1 – зона богарного земледелия, где преобладает выра щивание озимой пшеницы;

2 – зона рисосеяния, включающая пойменную и долин ную части бассейна реки Кубань в нижнем течении;

3 – приазовская плавневая зона;

4 – зона виноградарства;

5 – предгорная зона, где сконцентрировано выращивание табака и плодовых культур;

6 – горная лесная и 7 – приморская рекреационная зона.

Во всех зонах почвы сформировались под влиянием специфических условий релье фа, климата, геохимии подстилающих пород, растительности и животного мира, а в рисовой зоне – под влиянием человека. Нельзя исключить влияние человека на трансформацию почв и во всех других зонах края.

Специфика рельефа в крае сильно влияет на распределение элементов водно теплового баланса, что, собственно, и сказалось на формировании различных типов почв. Например, на плакорных территориях сформировались черноземы всех подти пов, на склонах балок – их смытые разновидности;

в пониженных частях рельефа сформировались выщелоченные черноземы, а на повышенных территориях - черно земы карбонатные. Прямое влияние на развитие почвенного покрова оказывал и ока зывает климат, который определяет особенности и направленность физико химических и биохимических процессов в почвах.

Гранулометрический и химический состав почв в значительной мере опреде ляют геологические особенности почвообразующих пород. Важнейшим ресурсом почвообразования является растительный покров, который весьма заметно изменяет ся под воздействием деятельности человека. Изменение растительности выражается, прежде всего, в уменьшении площади лесов, в увеличении территорий под разно травными неудобьями. До 90% равнинных степных ландшафтов распахано и исполь зуется под посевы сельскохозяйственных культур, чему способствует на современ ном этапе хозяйственная деятельность человека с применением мощной техники для обработки почвы, использованием минеральных удобрений, химических средств за щиты, орошения и т.д. В процессе длительного использования пашни почвенный по кров равнинных территорий претерпел в прошлом и претерпевает сегодня весьма большие изменения, выражающиеся в ухудшении структуры пахотного слоя, сниже нии содержания в почве гумуса, питательных веществ, в развитии эрозионных про цессов, изменении кислотности почв и т.д., что в целом определяет снижение плодо родия почв, падение урожайности сельскохозяйственных культур. Развитию эрозии почв способствуют посевы широкорядных культур на склонах балок, в долинах и поймах рек. В результате развития эрозионных процессов деградация почв усилива ется в связи со смывом и размывом отдельных территорий, выносом большого коли чества биогенов, включая и органическое вещество. По нашим приблизительным подсчетам, смыв почвы с пашни в северной зоне края колеблется от 3 до 6 т на га в год, а с посевов озимых и многолетних трав, а также при сохранении стерни смыв сокращается на 1-1,5 т/га Весьма эрозионноопасными являются склоновые почвы предгорий и лесов, где после вырубки деревьев смыв почвы может доходить до 50 т на га. Развитие эрози онных процессов является важнейшим фактором снижения плодородия почв. По на шим подсчетам, с 1 га ежегодно теряется 500-700 кг гумуса, 20-25 кг азота, 8-10 кг фосфора, 80-100 кг калия. На склоновых почвах потеря гумуса составляет 1-1,2 т/га в год. Применение на склонах различных химических препаратов для борьбы с сорны ми растения, болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур, а также вне сение удобрений приводит к тому, что значительная их часть сносится в аккумуля тивные экосистемы бассейнов степных рек (до 40 % и больше), что ведет к расшире нию загрязняемой различными поллютантами территории, а также загрязнению ими водных систем. По нашим расчетам, при выпадении сильных дождей с их стоком вы носится до 20 % фосфора, 75 % калия, 45 % азота, внесенных перед дождями.

За последние 50 лет черноземы Кубани потеряли до 25 % гумуса. Ежегодно гумуса теряется до 0,75 т/га, составляя 75 % от общих потерь органики. Наибольшие потери гумуса от эрозии нами установлены на южных склонах в зоне богарного зем леделия. В пределах водосбора балки содержание гумуса в средней части южного склона на 1 % ниже, чем на северном склоне. К сожалению, длительных наблюдений за смывом почв мы не проводили и не имеем данных других исследований, поэтому приводимые нами результаты можно назвать предварительными. Этот вопрос, безус ловно, требует дополнительных исследований. Тема эрозии кубанских черноземов, да и других типов почв, заслуживает большого внимания экологов и специалистов сельского хозяйства. В связи с этим следовало бы организовать и проводить посто янный мониторинг этого процесса и его влияния на состояние почв. Особого внима ния заслуживает изучение вопросов дегумификации почв в связи с недостаточным внесением органических удобрений и формированием урожая за счет почвенных за пасов элементов питания, образующихся в процессе минерализации органики.

Ежегодно минерализация гумуса под пшеницей в зоне богарного земледелия, по нашим расчетам, составляет примерно 1т/га и выше, под пропашными культурами – более 2 т/га, под многолетними травами минерализация гумуса не превышает 0, 0,3 т/га. Падение органического вещества в процессе его минерализации в чернозе мах доходит до определенного уровня, который, по нашим расчетам, составляет в черноземах 1,2-1,5 %. Этот минимальный уровень содержания гумуса в почве опре деляется наиболее устойчивой частью органического вещества, которая даже при благоприятных условиях весьма трудно минерализуется. Если содержание гумуса относительно этого нижнего порога будет нарастать, значит внедряемая система зем леделия будет способствовать повышению плодородия почвы.

Процессы разложения и накопления органики в почве, а значит, и баланс гуму са в почве в известной степени можно регулировать за счет совершенствования структуры посевных площадей и правильно разработанных севооборотов. По нашим данным, за восьмилетний период исследований этой проблемы в зоне богарного зем леделия (на примере колхоза «Заветы Ильича» Ленинградского района), при 30 % ном насыщении севооборота многолетними травами складывается низкодефицитный баланс гумуса в почве, и его ежегодные потери составляют 0,1-0,15 т/га. Если в сево обороте доля зерновых культур составляет 50-60 %, потери гумуса доходят до 2 т/га.

Для компенсации потерь гумуса в этом случае ежегодно надо вносить до 20 т/га пе регноя. Если севооборот насыщен пропашными культурами (до 75 %), перегноя надо вносить до 30-35 т/га ежегодно. Изменение содержания гумуса в почве и основных минеральных веществ (азота, фосфора, калия) меняет кислотность почвы. Подкисле ние почвы снижает долю нитратного азота и повышает аммонийный, а также его об щее количество. Снижение гумуса в почве ведет к ухудшению её физических свойств, снижению продуктивности сельскохозяйственных культур и является одной из причин переуплотнения почв.

Длительное применение орошения также способствует уплотнению почв и их слитности, придает почвам глыбистый характер. Длительное орошение черноземов ухудшает их структуру, снижает количество агрономически ценных структурных аг регатов и их водопрочность. Снижение плодородия почв вызывает почвоутомление, что определяется повышением роли отрицательной микрофлоры, снижением биохи мической активности почв. Почвоутомление проявляется в снижении плодородия, понижении продуктивности растений из-за угнетения их роста и развития. Почво утомление проявляется также при возделывании одной и той же культуры в течение нескольких лет. Больше всего повторные посевы снижают продуктивность пропаш ных культур (до 60 % и выше), колосовых культур - до 50 %, а бобовых - до 25 %.

Внесение минеральных удобрений на таких посевах приводит к падению урожая спустя 2-3 года по сравнению с неудобренными площадями.

Наряду с биологическим токсикозом (почвоутомление) возможно и проявле ние химического токсикоза почв, которое наступает при неправильном использова нии различных химических соединений. Например, внесение химических удобрений вместе с полезными элементами привносит в почву и загрязняющие токсические ве щества, что объясняется весьма несовершенной технологией их производства. На пример, с фосфорными удобрениями в почву поступает практически «вся таблица Менделеева»: большое количество фтора, меди, марганца, хрома, ванадия, стронция и других тяжелых металлов. С внесением навоза в почву поступает большое количе ство кадмия, свинца, цинка и других элементов. По нашим данным, в навозе содер жится свинца до 8 мг/кг сухой массы, кадмия - до 0,5, кобальта - до 8, никеля - до мг/кг и т.д. Большое количество токсичных элементов содержится в сапропели: на кг сухой массы приходится до 100 мг кадмия. В фосфогипсе содержание стронция доходит до 3 кг на 1 тонну, до 0,5 кг фтора и т.д.

Сточные воды содержат большое количество тяжелых металлов, особенно свинца, хрома, кадмия, молибдена, никеля, кобальта, меди, а также много патоген ных организмов, которые вредны для животных и человека. При сильном загрязне нии почв тяжелыми металлами зерновые снижают урожайность до 25 %, сахарная свекла - до 30 %, бобовые - до 40 %. Почвы края загрязнены также рядом тяжелых металлов: например, 95 % изученных проб содержали подвижный свинец на уровне 0,25-0,75 ПДК, 2 % - до 10 ПДК;

валовый свинец в количестве до 10 ПДК содержался в 5 % почвенных проб, а на уровне ПДК – в 14 %. В зонах виноградарства и рекреа ции значительная часть почв (37 и 17 %) загрязнена валовой и подвижной медью ( и 55 % соответственно), а также кадмием, цинком, марганцем и другими элементами.

Тяжелые металлы в значительных количествах накапливаются и в растительной про дукции, особенно в листьях, коре деревьев и их молодых побегах. Исследования, проведенные НИИ ПЭЭ, показывают, что в листьях каштана конского, ореха черного и других пород, произрастающих вдоль дорог с интенсивным автомобильным дви жением, накапливается в 3-5 раз больше свинца, никеля, цинка по сравнению с де ревьями, произрастающими в Ботаническом саду КГАУ. Сжигание таких листьев приводит к освобождению большого количества тяжелых металлов, разносимых вет ром на большие расстояния, и значительная их часть вдыхается животными, людьми, поглощается молодыми растениями.



Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 || 15 | 16 |   ...   | 21 |
 




Похожие материалы:

«Правительство Ивановской области Комитет Ивановской области по природопользованию РЕДКИЕ РАСТЕНИЯ МАТЕРИАЛЫ ПО ВЕДЕНИЮ КРАСНОЙ КНИГИ ИВАНОВСКОЙ ОБЛАСТИ Иваново 2011 1 УДК 502.75(470.315) ББК 28.58 Р332 Авторы: Е. А. Борисова, М. А. Голубева, А. И. Сорокин, М. П. Шилов Редкие растения : материалы по ведению Красной книги Р332 Ивановской области / Е. А. Борисова, М. А. Голубева, А. И. Соро кин, М. П. Шилов ; под. ред. Е. А. Борисовой. – Иваново : ПресСто, 2011. – 108 с., ил. ISBN ...»

«АДМИНИСТРАЦИЯ АЛТАЙСКОГО КРАЯ ДЕПАРТАМЕНТ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КРАСНАЯ КНИГА АЛТАЙСКОГО КРАЯ РЕДКИЕ И НАХОДЯЩИЕСЯ ПОД УГРОЗОЙ ИСЧЕЗНОВЕНИЯ ВИДЫ РАСТЕНИЙ Том 1 БАРНАУЛ–2006 1 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com ББК 28.688 УДК 581.9(571.15) К 78 Красная книга Алтайского края. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений. – Барнаул: ОАО “ИПП “Алтай”, 2006. – 262 с. В первый том Красной книги внесены 212 видов ...»

«Правительство Ивановской области Комитет Ивановской области по природопользованию РЕДКИЕ РАСТЕНИЯ МАТЕРИАЛЫ ПО ВЕДЕНИЮ КРАСНОЙ КНИГИ ИВАНОВСКОЙ ОБЛАСТИ Иваново 2011 УДК 502.75(470.315) ББК 28.58 Р332 Авторы: Е. А. Борисова, М. А. Голубева, А. И. Сорокин, М. П. Шилов Редкие растения : материалы по ведению Красной книги Р332 Ивановской области / Е. А. Борисова, М. А. Голубева, А. И. Соро кин, М. П. Шилов ; под. ред. Е. А. Борисовой. – Иваново : ПресСто, 2011. – 108 с., ил. ISBN 978-5-903595-90-7 ...»

«ПРАВИТЕЛЬСТВО КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ Министерство природных ресурсов и лесного комплекса МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГАОУ ВПО Сибирский федеральный университет ФГОУ ВПО Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева ФГБОУ ВПО Сибирский государственный технологический университет Учреждение Российской академии наук Институт леса им. В.Н. Сукачева Сибирского отделения РАН ФГБНУ НИИ экологии рыбохозяйственных водомов ГНУ НИИ сельского хозяйства ...»

«Союз охраны птиц России Государственный Дарвиновский музей Государственный природный заповедник Дагестанский Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева ОХРАНА ПТИЦ В РОССИИ: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 20-летию Союза охраны птиц России (Москва, 7–8 февраля 2013 г.) Ответственный редактор вице-президент Союза охраны птиц России, кандидат биологических наук Г.С. Джамирзоев ...»

«Н.В. Лагуткин РАЗУМНОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ Пенза, 2013 УДК 631 Рецензенты: Лысенко Ю. Н., доктор с/х наук, заслуженный работник с/х РФ Махонин И.А., профессор РАЕ, к.э.н. Волгоградского ГАУ Лагуткин Н.В. К56 Разумное земледелие./ Н.В. Лагуткин – Пенза, 2013. – 116 с. Выражаю благодарность ученым Пензенского научно- исследовательского института сельского хозяйства З.А. Кирасиро- ву, Н.А Курятниковой за большую работу по проведению производ ственных опытов на полях ТНВ Пугачевское, результата кото рых ...»

«Министерство природных ресурсов и экологии Федеральное агентство лесного хозяйства –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Федеральное бюджетное учреждение САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА Сергиенко Валерий Гаврилович РАЗНООБРАЗИЕ И ОХРАНА ПРИРОДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ СЕВЕРА ВОСТОЧНОЙ ЕВРОПЫ Санкт-Петербург 2012 Рассмотрено и рекомендовано к изданию Ученым советом Федерального бюджетного учреждения Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт лесного ...»

«1 Посвящается светлой памяти выдающегося русского учёного Алексея Петровича Васьковского (1911–1979), работы которого оказали огромное влияние на развитие научных исследований на Северо-Востоке России в области теоретической и прикладной геологии, палеогеографии, гео- морфологии, картографии, климатологии, зоологии, ботаники, охраны природы. Именно благодаря усилиям А. П. Васьков- ского были созданы единственные на Северо-Востоке России заповедники Магаданский и Остров Врангеля 2 RUSSIAN ...»

«УДК [581.55:502.75]:470.57 ББК 28.58 (235.55) М 25 Издание осуществлено при финансовой поддержке Всемирного фонда дикой природы Гранта Президента РФ № МК-913.2004.4 Гранта РФФИ – Агидель № 05-04-97904 Гранта РФФИ № 04-04-49269-а Мартыненко В.Б., Ямалов С.М., Жигунов О.Ю., Филинов А.А. Растительность государственного природного заповедника Шульган- Таш. Уфа: Гилем, 2005. 272 с. ISBN 5-7501-0514-8 В монографии дана характеристика лесной и луговой растительности заповедника Шульган-Таш в ...»

«В. В. Карпук С. Г. Сидорова РАСТЕНИЕВОДСТВО В. В. Карпук С. Г. Сидорова РАСТЕНИЕВОДСТВО Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов учреждений высшего образования по биологическим специальностям УДК 633/635(075.8) ББК 41/42я73-1 К26 Р е ц е н з е н т ы: кафедра ботаники и основ сельского хозяйства Белорусского государственного педагогического университета имени Максима Танка (заведующий кафедрой — ...»

«1 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тихоокеанский государственный университет А.Т. Терлецкая РАСТЕНИЕ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА Утверждено издательско-библиотечным советом университета в качестве учебного пособия Хабаровск Издательство ТОГУ 2010 УДК 581.5 (571.6) (075.8) ББК Е 58 Т351 Р е ц е н з е н т ы: кафедра биологии и географии Дальневосточного государственного гуманитарного университета (завкафедрой, д-р биол. ...»

«Российская академия наук Отделение биологических наук Институт экологии Волжского бассейна Русское ботаническое общество Тольяттинское отделение РАРИТЕТЫ ФЛОРЫ ВОЛЖСКОГО БАССЕЙНА доклады участников II Российской научной конференции (г. Тольятти, 11-13сентября 2012 г.). Под ред. С.В. Саксонова и С.А. Сенатора Тольятти, 2012 УДК 581.9 (282.247.41) Раритеты флоры Волжского бассейна: доклады участников II Рос сийской научной конференции (г. Тольятти, 11-13 сентября 2012 г.) / под ред. С.В. ...»

«Правительство Ивановской области Комитет Ивановской области по природопользованию РЕДКИЕ РАСТЕНИЯ И ГРИБЫ МАТЕРИАЛЫ ПО ВЕДЕНИЮ КРАСНОЙ КНИГИ ИВАНОВСКОЙ ОБЛАСТИ Иваново 2013 1 УДК 502.75(470.315) ББК 28.5 Р332 Авторы: Е. А. Борисова, М. П. Шилов, М. А. Голубева, А. И. Сорокин, Л. Ю. Минеева Редкие растения и грибы : материалы по ведению Красной Р332 книги Ивановской области / Е. А. Борисова, М. П. Шилов, М. А. Голубе ва, А. И. Сорокин, Л. Ю. Минеева ; под. ред. Е. А. Борисовой. – Иваново : ...»

«Министерство аграрной политики и продовольствия Украины Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства имени Петра Василенко Учебно-научный институт бизнеса и менеджмента Заика С. А., Харчевникова Л. С. ПРОЕКТНЫЙ АНАЛИЗ Конспект лекций ДЛЯ ИНОСТРАННЫХ СТУДЕНТОВ ЭКОНОМИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ Харьков – 2012 УДК 65.012.23 ББК З 17 РЕЗЕНЗЕНТЫ: Онегина В. М. – доктор экономических наук, профессор, заведующая кафедрой экономики и маркетинга Харьковского национального технического ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН СИСТЕМА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН ИННОВАЦИИ НА БАЗЕ ТРАДИЦИЙ ЧАСТЬ 1. ОБЩИЕ АСПЕКТЫ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Казань - 2013 2 УДК 631.151: 631.58 ББК 40 С 52 Печатается по решению Научно-технического совета Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Татарстан от 4 февраля 2013 года Редакционная коллегия Габдрахманов И.Х., Файзрахманов Д.И., Валеев И.Р. , Павлова Л.В. Авторский коллектив Глава 1 (Габдрахманов ...»

«Министерство сельского хозяйства и продовольствия РТ ФГБОУ ВПО Казанский государственный аграрный университет МАШИНЫ ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ПОДГОТОВКИ ПОЧВЫ И ПОСЕВА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР (РЕГУЛИРОВКА, НАСТРОЙКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ) Казань – 2013 УДК 631.31:631.331 (03) ББК 40.722Я2 Рецензенты: Т. Г. Тагирзянов – заместитель министра сельского хозяйства и продовольствия РТ; Н. Н. Хамидуллин – начальник отдела науки, образования и инновационных технологий МСХ и П РТ. Составители: А.Р. Валиев – ...»

«Высшие водные растения озера Байкал ВЫСШИЕ ВОДНЫЕ РАСТЕНИЯ ОЗЕРА БАЙКАЛ 1 Высшие водные растения озера Байкал Vinogaradov Institute of Geochemisty SB RAS Irkutsk State University Baikal Research Center M. G. Azovsky, V. V. Chepinoga AQUATIC HIGHER PLANTS OF BAIKAL LAKE 2 Высшие водные растения озера Байкал Институт геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН ГОУ ВПО Иркутский государственный университет Байкальский исследовательский центр М. Г. Азовский, В. В. Чепинога ВЫСШИЕ ВОДНЫЕ РАСТЕНИЯ ОЗЕРА ...»

«УДК 639.2/.6 ББК 47.2 П81 Серия Приусадебное хозяйство основана в 2000 году Подписано в печать 20.02.2004. Формат 84x108 1/32 Усл. печ. л. 5,88. Тираж 5 000 экз. Заказ № 4281 Промышленное разведение мидий и устриц / Ред.- П81 сост. И.Г. Жилякова. — М.: ООО Издательство ACT; Донецк: Сталкер, 2004. — 110, [2] с: ил. — (Приусадеб- ное хозяйство). ISBN 5-17-023425-2 (ООО Издательство ACT) ISBN 966-696-448-1 (Сталкер) В книге представлена информация о биологических особенностях мидий и устриц. Даны ...»

«Сохранение и уСтойчивое иСпользование биоразнообразия плодовых культур и их диких Сородичей bioversity Bioversity International is the operating name of the International Plant Genetic Resources Institute (IPGRI). Supported by the CGIAR. ISBN 978-92-9043-914-1 УДК: 581.5+631.526 Сохранение и уСтойчивое иСпользование биоразнообразия плодовых культур и их диких Сородичей Международная научно-практическая конференция (23-26 августа 2011г, г. Ташкент, Узбекистан) Редакторы: Турдиева М.К., Кайимов ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.