WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 19 |

«Институт МГУ имени Государственный фундаментальных М.В. Ломоносова биологический музей проблем биологии РАН имени К.А. ...»

-- [ Страница 6 ] --

Особенность мозаичной неоднородности заключается в том, что струк туры и тела представляются как окончательный (статичный) результат динамического воздействия факторов среды за продолжительные време на на компоненты биогеоценозов и описываются методами фрактальной геометрии, но не учитываются как фрактальные особенности или как интегральные свойства агроландшафтов. Вместе с тем, учение о биогео ценологии предполагает наличие и включение биологической фракталь ности в природные технологии формирования жизни, живых существ и биокосных тел. Примером может быть фрактальная неоднородность биологических структур, которые в своей окончательной совокупности формируют фрактальное разнообразие внешнего облика (морфологи ческая фрактальность) биологических тел – биоразнообразие, разнооб разие биокосных почвенных тел.

Эволюция живого вещества осуществляется при взаимодействии со 1 средой по энергетическому и структурному каналам (Пузаченко, 2009), где структура представлена структурно-морфологической памятью био логических, биокосных тел, различие которых обусловлено варьровани ем параметров колебательной адаптивности. Очевидно, что типы почв и формы древовидности почвенно-динамических структур обусловли вают разнообразие биокосных тел (почв). Это, вероятно, относится и к формированию биогеоценозов (биосферы), включающих биокосную среду, галогеохимические миграции антропогенных солевых потоков в аккумулятивные аттракторы, а также выявленные методом пластики рельефа древовидно-динамичные почвенные структуры (Степанов и др., 2009). В данном случае, очевидно проявление аналогии между стадия ми типов почвенного формообразования и процессами в биологической эволюции, где происходит чередование конвергентных (сходственность, сходимость) и дивергентных (расходимость, расхождение) этапов.

Известно, что при конвергентной стадии эволюции свойства жи вых объектов становятся одинаковыми (стадия образования единого генетического кода и формирование вида). При этом численность но вого вида возрастает экспоненциально, а затем этот рост прекращается.

Аналогичную, но вместе с тем и более усложненную схему построения изоморф (состоящую уже из -х стадий) почвенно-древовидных тел можно наблюдать при визуализации рельефа методом пластики состав ных (сложных) рельефов, а также более монокультурных по видовому составу – агроэкосистем (агроландшафтов). Сравнение стадий биологи ческой эволюции свидетельствует, что для эволюции почвенных типов характерна обратная стадийность, когда самой конечной является ста дия сходимости – конвергентности (аттрактор). Для второй стадии ха рактерна дивергенция – расходимость (бифуркация), а первая, начальная стадия представлена динамическим стоком почвенного вещества (под действием гравитационно-эрозионных сил) с гребневых (возвышенных) мест рельефа – (репеллер) к более низменным местоположениям – ат тракторным.

Если в биологической эволюции важным фактором является естес твенный отбор, то основным фактором типов почвообразования стано вится уже комплексное воздействие геохимических, геофизических со пряженностей биосферы с литосферой (Зайцев, Степанов, 2010). Можно предполагать, что такая направленность связана с солнечно-земными механизмами преобразования энергии, которые сформировались за длительную эволюцию Земли. Закономерные совмещения типов смены палеобиосфер связаны как с геохимической, гравитационной дифферен циацией вещества Земли, так и с формированием эволюционно более совершенных механизмов преобразования космической и солнечной энергий планетарными оболочками. При посредстве этих механизмов осуществляется преобразование солнечной энергии расчлененными по рельефам почвенными покровами для поликонденсирования потоковых геохимических соединений, которые мигрируют, сносятся через бассей ны бактериальных эвапоритовых экосистем (Аральский, Приволжско Каспийский регионы). Такая энергетическая «подпитка», в конечном счете, является движущим механизмом трансформации (поликонденса ции) биогеохимических компонентов в высокомолекулярные, поликон денсированные соединения в направлении стока в системе «репеллер бифуркат аттрактор» (рисунок).

Инструментальным методом оценки потенциальной продуктив ности агроценозов, наиболее близким к биологическим, является ме тод регистрации энергии солнечного излучения, которая потенциально пригодна для инициации фотосинтеза (см. табл. 1). Однако, принцип физического моделирования путем аналогового согласования данных, полученных на основе регистрации усредненной спектральной чувс твительности фотосинтеза листа растения (Свентицкий и др., 2010) для корригирования спектральной чувствительности прибора с целью ее сходности со спектрами действия фотосинтеза фототрофов не учитыва ет параметры адаптивности растений в агроландшафте. Поэтому, в связи с наличием биотической, абиотической колебательности фотосинтеза и дыхания почвы в агроценозе такая инструментальная оценка потенци альной продуктивности агроландшафтов возможна с учетом коррекции по параметру адаптивности.

Заключение. Таким образом, показана целесообразность коэволю ционного нормирования антропогенно-технологических потребностей в природных ресурсах с возможностями регионального экологически сба лансированного их воспроизводства в конкретных биогеоценотических условиях. Структурирование методами картографической визуализации фаций агроландшафтов, рельефов облегчает процесс моделирования и выявляет системную роль топографических, климатических, антропо генных, геологических факторов-предпосылок в установлении баланса биотических и абиотических процессов при коэволюционном нормиро вании и биоценотическом восстановлении почвенного плодородия (см.

табл.). Реализация такого подхода позволяет объединить расчлененные рельефы в единое (системное) почвенно-динамическое тело, функцио нальным отражением которых является биосферные биогеохимические циклы взаимообмена вещества и энергии в системе «ценозы–почва–ат мосфера».

Оценка и методы контроля коэволюционного нормирования био тических, абиотических, антропогенных процессов в региональных био 1 геоценозах можно осуществить методом морфодинамического карти рования почвенно-геологических потоковых структур (тел) на основе пластики рельефа (Степанов, 2006;

Зайцев, Степанов, 2010). Он позволя ет, например, оценить степень антропогенного загрязнения (галогеохи мического) и структурные особенности дна Аральского моря солями, в том числе и по тяжелым металлам. Так, распределение солей и металлов по конусам выноса с водными массами соответствует структурно-мор фологическому строению дна Аральского моря, как это прослеживает ся на карте пластики рельефа (см. рисунок). Последовательные зоны осадконакопления (А, Б) характеризуются определенным сочетанием повышений и понижений. В юго-восточной, южной частях геометричес кий рисунок поверхности дна относится к дельтовым образованиям, но в юго-восточной части (В) нет той «полосчатости», которая проявляется на востоке (Б) и юге (Г). Так, область пониженных концентраций кадмия находится в прибрежной юго-восточной части моря (В), не подвержен ной непосредственному влиянию потоков Сырдарьи и Амударьи. Естес твенность пластики рельефа обусловлена тем, что морфоизографой вы членяются не просто выпуклости от вогнутостей, а осуществляется это в плане каскадно геодинамического понижения почвенных морфодина мических структурных поверхностей (фаций). В этом смысле, морфои зографа не просто проходит по точкам перегиба изогипс, а пересекает по точкам перегиба площади горизонтальной поясной кривизны и спускает ся по точкам перегиба вертикальной профильности местного ландшафта последовательно, начиная от самых высоких (репеллерных) условно го ризонтальных фаций (катен) вертикального профиля до самых нижних горизонтальных поверхностей. Такая картографическая визуализация Структуры дна Аральского моря, сочетание их со схемой галогеохимического осадконакопления: А – ассиметричные слабоизрезанные, полосчатые;

В – мелко-изрезанные;

Б – сильнополосчатые;

Г – полосчатые;

Д – в Малом море из-за отсутствия впадающих рек не наблюдается дельтовых наносных структур;

стрелки – направления дифференциации осадков объединяет в систему естественную картину почвенно-морфодинами ческих разностей и переходов от репеллерных ландшафтных фаций к все более пониженным – аттракторным.

Винокуров И.Ю. Эволюция почвенных систем. М.: ЮРКНИГА, 2007. 20 с.

Зайцев В.Н. Волновые градиенты климатических факторов – индукторы биоло гических процессов адаптации // Биологические ресурсы и устойчивое развитие. М.:

Изд.: ПИЛ-Природа, 200. С. 75–77.

Зайцев В.Н. К принципиальной сущности механизма преобразования энергии // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования. Т.II. М.: РУДН, 2001. С. 468–470.

Зайцев В.Н. Колебательность биотических, абиотических процессов в агроценозе ячменя как критерий экологической устойчивости // Эколого-биологические пробле мы бассейна Каспийского моря и водоемов внутреннего стока. Астрахань: Изд. Дом «Астраханский университет», 2008. С. 22–24.

Зайцев В.Н. Концепция экзо-, эндобиологических градиентов жизнедеятельности организмов // II-й Всероссийский съезд фотобиологов России. 1998. С. 4–7.

Зайцев В.Н. Свет – экофизиологический триггер автоколебания направленности потоков «эмиссии-стока» диоксида углерода в ценозах // Эмиссия и сток парниковых газов на территории Северной Евразии. Пущино, 2007. С. –4.

Зайцев В.Н., Песочина Л.С. Биоразнообразие как структурно-морфологическая память синергетического воздействия факторов среды // Проблемы синергетики и коэволюции геосфер. 2008. С. 228–21.

Зайцев В.Н., Песочина Л.С. Педолюминесценция в структурных градиентах поч венного профиля // Международная конференция по люминесценции, посвященная 110-летию со дня рождения Н.И.Вавилова. М., 2001. С. 198.

Зайцев В.Н., Степанов И.Н. Изоморфизм почвенных тел как отражение геофизи ческих, геохимических сопряженностей биосферы с литосферой // Отражение био-, гео-, антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове. Т.. Томск, 2010.

С. 78–82.

Зайцев В.Н., Степанов И.Н. Коэволюционное нормирование потребностей разви тия с экологическими возможностями их воспроизводства // Тр. Всероссийской науч но-практической конференции «Экология: синтез естественнонаучного, технического и гуманитарного знания. Саратов, 2010. С. –7.

Ковда В.А. Основы учения о почвах. М.: Наука, 198.

Орешкин В.Н., Лошакова Н.А., Хаитов И.Г. Структурно-геохимические аспекты распределения тяжелых металлов в донных осадках Аральского моря // Метод плас тики рельефа в тематическом картографировании. Пущино, 1987. С. 144–155.

Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Л.О. Органическое вещество почв Российс кой федерации. М: Наука, 1996. 266 с.

1 Пузаченко Ю.Г. Биологическое разнообразие в биосфере: системологический и семантический анализ // Биосфера. Т.1, №1. С.25–8.

Свентицкий И.И., Королев В.А., Мудрик В.А. Оптимальное управление в аграр ном производстве и природопользовании на самоорганизационной основе // Матема тические модели и информационные технологии в сельскохозяйственной биологии:

итоги и перспективы. СПб, 2010. С. 40–4.

Степанов И.Н. Галогеохимическая концепция нормализации экологической об становки Аральского региона // Геометрия структур земной поверхности. Пущино, 1991. C. 98–24.

Степанов И.Н. Теория пластики рельефа и новые тематические карты. М.: Наука, 2006. 20 с.

Степанов И.Н., Степанова В.И., Баранов И.П., Винокуров И. Ю. Потоки карт плас тики рельефа – физико-математические экологические системы // Изв. Самарского научного центра РАН. 2009. Т. 11, № 1(7). С.1609–1616.

Степанов И.Н. Пространство и время в науке о почвах. М.: Наука, 200. 184 с.

Тюрюканов А.Н. Избранные труды. М.: РЭФИА, 2001. С. 16–17.

Тюрюканов А.Н. Некоторые аспекты учения о биосфере и биогеоценозах. ж. Науч ные доклады высшей школы. Биологические науки. 1970. № 4. С. 46–52.

УГЛЕРОДНЫЙ ПРОФИЛЬ ЧЕРНОЗЕМОВ: ИСТОРИЯ,

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ, РОЛЬ В ПЛОДОРОДИИ

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, В геохимии и формировании черноземов как типа почв ведущая роль принадлежит соединениям углерода – гумусу и углекислым со лям (карбонатам), главным образом, CaCO3. Различают частные про фили черноземов – гумусовый и карбонатный.

История углеродного профиля. В предыстории и в начале фор мирования черноземов эти вещества имели существенно различные источники и были мало связаны друг с другом. Карбонаты были унас ледованы от лессов и лессовидных почвообразующих пород, являлись аллохтонными с преобладающим временем возникновения 10–20 тыс.

лет назад. Содержание в них гумуса было незначительным (0,–0,5 % Сорг). Можно предположить, что исходные запасы карбонатов в поро дах различались не очень значительно. В настоящее время запасы Скарб в трехметровой толще, согласно расчетам М.А. Глазовской (2009), со ставляют в лесостепной зоне (Чоп,Чв,Чт) 27–5 кг/м2, в степной зоне (Чо,Чю) – 51 кг/м2. По ориентировочным данным И.И. Лебедевой и С.В. Овечкина (200), эти запасы представлены инертными и мобили зованными, подвергавшимися миграции и пересегрегации, формами.

При этом запасы Скарб инертных форм у разных подтипов черноземов примерно одинаковы.

История гумусового профиля. Запасы гумуса формировались вместе с почвообразованием и, в общем, нарастали во времени. Об этом свидетельствуют достоверные данные о росте мощности гуму совых горизонтов (А1+А1В+ВА) за последние 5000 лет.

В бореальном и атлантическом периодах голоцена (10–4,5 тыс.

лет назад, здесь и далее некалиброванные даты) увеличение мощнос ти гумусового профиля происходило медленно (от 20–0 до 60–70 % от современной, средняя скорость +0,7 %/100лет). Самым интенсив ным оно было в интервале времени 4/,7–2,5 тыс. лет назад (субборе ал), когда была достигнута его современная мощность, со скоростью 2,0 %/100 лет. При современной мощности гумусового горизонта в 100 см процентные величины соответствуют приросту в см. Общую причину увеличения мощности гумусового горизонта в суббореале Изменение свойств почв в трансекте Курск–Сиваш за 3,5 тыс. лет можно видеть в периодически происходивших похолоданиях клима та, приводивших к росту коэффициента увлажнения.

Последние 2500 лет (субатлантический период) мощность гуму сового горизонта оставалась относительно постоянной, происходило насыщение нижней половины гумусового профиля гумусом. Ста бильность мощности горизонта свидетельствует о его относительном равновесии с условиями среды (квазиравновесное состояние).

На фоне этого тренда наблюдались более кратковременные ко лебания мощности: трещинная деградация гумусового горизонта 700–4200 и 5000–6000 лет назад с образованием крио-ксеротрещин, с засыпанием в них материала верхнего горизонта и уменьшением мощ ности. Трещины в дальнейшем начинали работать как зоны миграции во влажные эпохи и как зоны истирания в эпохи усиления континен тальности климата.

Для интервала времени 2500–1000 лет назад отмечено интерес ное явление: мощность гумусового горизонта погребенных почв в 20 % случаев (при N =45) оказывается большей на 5–15 %, чем у соот ветствующих им современных фоновых почв. Такого не наблюдается ни в одном другом хроноинтервале. Возможно, это обусловлено уси лением эрозии и дефляции в связи с возраставшими антропогенными воздействиями за последнее тысячелетие.

Эпохи климатических колебаний находили отражение и в распре делении гумуса в почвенном профиле. При улучшении условий гумусо образования (увлажнение, увеличение продукции и биомассы поступаю щего в почвы свежего органического вещества в различных формах – при биотурбациях посредством деятельности дождевых червей, при увеличе нии поступления органического вещества с растворами и т.д.) градиент падения содержания гумуса с глубиной (в % на дм глубины) уменьшался.

При ухудшении условий гумусообразования градиенты падения гумуса с глубиной, напротив, увеличивались. На явление изменения величин градиентов падения гумуса с глубиной ясно указал Д.И. Щеглов (1999).

Зоны различных градиентов широко распространены в черноземном профиле. Они стабильны на обширных пространствах и особенно хоро шо проявляются по усредненным величинам, когда нивелируются слу чайные изменения Они датируются по радиоуглероду, выявляя эпохи климатических изменений в прошлом, отражают изменения в гумусовом профиле при распашке (Иванов и др., 2009, 2010).

Изменялись не только содержание, запасы и распределение гуму са, но и его качественный состав. В частности, максимум гуминовых кислот в средней части гумусового профиля достоверно сформировал ся на протяжении субатлантического периода.

Развитие гумусового профиля сопровождалось изменением и всех других признаков почв – агрегированности, биогенности, солевых профилей, солонцеватости – изменением генетических горизонтов в целом и классификационного положения почв, трансформацией почв на месте и таким образом смещением почвенных зон или подзон.

История карбонатного профиля черноземов менее изучена. По видимому, запасы Скарб в их трехметровом слое оставались стабиль ными или несколько возрастали на протяжении голоцена. За это время взаимозависимость между Скарб и Сорг постепенно увеличивалась.

Главный при прочих равных условиях компонент карбонатного рав новесия в почвах – содержание углекислого газа в почвенном воздухе – определяется процессом гумусообразования и деятельностью био ты. Как отмечалось А.И. Перельманом и другими исследователями, подчеркивалось М.А. Глазовской (2009) и Г.В. Добровольским с со авторами (1999), в растительных тканях в результате фотосинтеза постоянно образуются карбонаты (вевеллит), в итоге попадающие в почву. Карбонаты образуются в почве, когда источником Ca слу жат мортмасса и выветривание минералов;

они поступают в почвы также и с атмосферными выпадениями. Механизм саморазрушения карбонатов при диссоциации угольной кислоты и карбонатов имеет ограниченное распространение и масштабы. Нисходящая миграция Сорг в профиле черноземов, восходяще-нисходящая миграция Скарб обусловили формирование в средней и нижних его частях значитель ных карбонатных аккумуляций с содержанием до 10–12 % массы почвы. Они имеют атмо-биогенно-миграционное происхождение (Глазовская, 2009).

Карбонатные аккумуляции черноземов на протяжении голоцена неоднократно пересегрегировались и перемещались в профиле. Дока зательством этого служат полное освобождение от карбонатов верхних полуметра – метра профиля от исходных карбонатов в различных подтипах черноземов, сезонно-годовая изменчивость глубины вски пания от HCl до 10–0 см, метаморфозы карбонатов по гипсу в ниж ней части профиля, отмеченные многими исследователями, изменчи вость самих форм карбонатов.

Функционирование углеродного профиля. Механизмом эволю ции, развития почв служит их функционирование в широком пони мании этого термина.

Функционирование гумусового профиля черноземов представле но многими явлениями (поступление органического вещества в поч ву, его трансформация, минерализация, гумификация и другими).

М.М. Кононова отмечала, что гумус несет черты некоторой устойчи вости и инертности. Устойчивость эта имеет статический и динами ческий характеры. Статическая устойчивость – относительная термо динамическая устойчивость гумуса в условиях своего образования, динамическая – связана с непрерывно протекающим самообновлени ем гумуса. Последнее и является важнейшей особенностью функцио нирования гумусового профиля и системы гумусовых веществ.

Самообновление или регенерация гумуса заключается в замене фрагментов химических структур гумуса относительно быстрой в его периферийных частях и значительно более медленной в «ядерной»

части на содержащиеся в почве аналогичные фрагменты трансфор мированного свежего органического вещества. Замена происходит в результате деятельности микроорганизмов и, возможно, при катали тических реакциях. Доказательствами процесса служат опыты с ра диоактивной меткой, разновозрастность химических фракций гумуса по 14С-датированию, соображения о взаимопревращениях фракций, выявление фракций относительно стабильных и лабильных. Самооб новление гумуса является важной частью глобального круговорота углерода в биосфере Земли Одним из первых (или первым) в отечественном почвоведении на это явление обратил внимание А.Д. Фокин. Он предположил, что регенерация химических структур соединений гумуса происходит на минеральных матрицах. Явление изучалось в дальнейшем А.Е. Чер кинским и другими исследователями (Черкинский и др., 1988;

Ива нов и др., 2009).

Нами совместно с Б.М. Когутом и Л.Г. Маркиной (2011) получе ны новые доказательства по этому вопросу. Сопоставлен фракцион но-групповой состав гумуса целинных черноземов и черноземов раз личной длительности погребения под разновозрастными курганами и валами (60, 60, 500 и 4000 лет).

Естественно, что содержание гумуса (Сорг) в погребенных поч вах уменьшается с длительностью погребения. Через 4000 лет оно со ставляет 40 % исходного. Уменьшаются в погребенных черноземах по сравнению с целинными доли от Сорг и содержания от почвы фракций (Сфр) фк-1, гк-1, гк- в 2 и более раз. Однако содержание и доли фрак ции фк-1а, считающейся наиболее активной и неустойчивой, в пог ребенных почвах возрастает как в абсолютных, так и относительных величинах в два раза. В неё и, частично во фракцию фк-2, переходят со единения названных выше фракций. Содержание её является динами чески равновесным, пополняясь за счет разрушения других фракций.

Содержание фракции гк-2 от почвы уменьшается вместе с Сорг, но её доля от гумуса в погребенных почвах по сравнению с целин ным возрастает на 0 % и остается в погребенных почвах постоянной (57 %, в целинных почвах – 4 %). Фракция гк-2 оказывается наибо лее устойчивой среди всех фракций как в статическом, так и в ди намическом отношениях. Она и регенерируется и медленнее разла гается. Общая величина Сгк:Сфк в погребенных и целинных почвах остается почти неизменной (,8–4,).

Фракция н.о. (негидролизуемый остаток) оказалась неоднород ной по составу. В первые сотни лет после погребения она потеряла около 40 % своего первоначального количества (вероятно, детрит).

В дальнейшем её содержание убывало пропорционально Сорг в пог ребенной почве, но её доля в составе погребенной почвы оставалась постоянной (17 %, в целинной почве – 27 %), представляя собой на стоящий гумин, то есть органическое вещество, прочно связанное с минеральной частью (глинистыми минералами).

Высказанные соображения удовлетворительно объясняют изме нения группового состава гумуса в распаханных черноземах и помо гают понять взаимопревращения фракций, происходящие в почвах.

Функционирование карбонатного профиля черноземов находит от ражение в его строении. Верхняя половина или большая часть гумусово го горизонта целинных, а также распаханных почв является элювиальной по карбонатам и не содержит их. Под ним залегает маломощный (первые десятки см) слой миграционных прожилочных или мицелярных карбо натов, иногда замещающийся слоем с наличием вскипания от HCl при отсутствии новообразований. В этих слоях происходят наибольшие се зонные или годовые колебания содержаний карбонатов. Под слоем миг рационных карбонатов залегает карбонатно-аккумулятивный горизонт с различными новообразованиями более значительной мощности (до 1 м). Содержание в нем карбонатов всегда более высокое, чем в подстила ющих породах, карбонаты полностью или частично пересегрегированы по сравнению с породой и вторичны по отношению к ней. И, наконец, в почвообразующей или подстилающей породе карбонаты или сингене тичны породе или были пересегрегированы в период, предшествующий современному почвообразованию.

Вопрос об обновлении карбонатов и их возрасте решается слож нее, чем для гумуса. Логично считать, что существуют карбонаты «мо лодые» и «древние». При этом возраст карбонатной массы в целом и возникновения их форм – не одно и то же. Содержание в карбонатах С и определяемый по ним возраст – явление очень сложное для ис толкования. Древняя карбонатная масса, образовавшаяся более, на пример, 20000 лет назад содержит не более 20 % 14С имевшихся в них в исходном состоянии, неизвестна и эта величина. Его содержание и, следовательно, «возраст» будут определяться от возраста почвенного СО2, участвовавшего в пересегрегации карбонатов, от однородности этого возраста.

Основными отечественными исследователями возраста карбона тов в почвах в настоящее время являются И.В. Ковда и О.С. Хохлова.

Главные выводы из их работ и из опубликованного ими фактического материала можно представить следующим образом.

Возраст почвенных карбонатов, как и возраст гумуса, увеличива ется с глубиной. Возраст почвенных карбонатов обычно на 1– тыс.

лет древнее возраста гумуса, находящегося с ними на одной глубине.

Измеренные значения возраста карбонатов в почвах равны 2–12 тыс.

лет. Возраст морфологически «молодых» карбонатных новообразо ваний (налет, выцветы, мицелий) на одних глубинах обычно моложе возраста морфологически древних карбонатов (белоглазка, журавчи ки). Возраст белоглазки и журавчиков может быть больше или меньше возраста общей массы карбонатов в том же горизонте (в зависимости от степени «инертности» или пересегрегированности этой массы).

Таким образом, обновление карбонатной массы почв, если оно происходит, является неоднородным по её элементам и на разных глубинах и в целом оно более медленное по сравнению с обновлени ем гумуса. «Углеродный профиль черноземов» представлен двумя относительно самостоятельными частными профилями: гумусовым и карбонатным, связь между которыми усиливается по мере развития почв, а также зависит от динамики климатических условий.

Значение гумусового профиля почв, и черноземов в частности, для плодородия почв в осуществлении биосферных функций хорошо известно. Известны и мероприятия по поддержанию удовлетвори тельного гумусового состояния почв, главным из которых является определенный уровень поступления в почвы свежего органического вещества. Слабое окарбоначивание подпахотного горизонта оказыва ет положительное воздействие на пополнение резерва кальция в гу мусовом горизонте черноземов.

Природа одарила земледельца определенной устойчивостью гу муса. Однако устойчивость эта не беспредельна. Она требует от нас дальнейшего познания природных процессов и заботы о гумусовом состоянии почв.

Афанасьева Е.А. Черноземы Среднерусской возвышенности. М.: Наука, 1966. 224 с.

Глазовская М.А. Педолитогенез и континентальные циклы углерода. М.: Книж ный дом «Либроком», 2009. 6с.

Дергачева М.И. Система гумусовых веществ почв – пространственные и времен ные аспекты. Новосибирск: Наука, 1989. 109 с.

Добровольский Г.В., Трофимов С.Я., Седов С.Н. Углерод в почвах и ландшафтах Север ной Евразии // Круговорот углерода на территории России. Избр. научные труды по про блеме «Глобальная эволюция биосферы. Антропогенный вклад». М., 1999. С. 2–270.

Иванов И.В., Хохлова О.С., Чичагова О.А. Природный радиоуглерод и особенности гумуса в современных и погребенных черноземах // Изв. РАН, сер. геогр. 2009. С. 46-58.

Иванов И.В., Чендев Ю.Г. История формирования черноземов ЦЧО и современ ное состояние их гумусового профиля // География продуктивности и биогеохимичес кого круговорота наземных ландшафтов: к 100-летию профессора Н.И.Базилевич. М.:

Институт географии РАН, 2010. С. 67–76.

Иванов И.В., Когут Б.М., Маркина Л.Г. Сравнительная характеристика гумуса це линных, пахотных и погребенных черноземов // Закономерности изменения почв при антропогенных воздействиях и регулирование состояния и функционирования поч венного покрова. Тр. Всеросс. научн. конф., Почвенный институт имени В.В.Докучаева.

Москва, 28–29 сентября 2010 г. М., 2011 (в печати).

Лебедева И.И., Овечкин С.В. Карбонатный профиль восточно-европейских чер ноземов // Почвоведение: аспекты, проблемы, решения. Тр. Почвенного ин-та им.

В.В. Докучаева. М., 200. С. 4–54.

Черкинский А.Е., Чичагова О.А. Александровский А.Л. Радиоуглеродный возраст гумуса черноземов // Возраст и эволюция черноземов. М.: Наука, 1988. С.112–10.

Щеглов Д.И. Черноземы центра Русской равнины и их эволюция под влиянием естественных и антропогенных факторов. М.: Наука, 1999. 214 с.

МОЖЕТ ЛИ БЫТЬ «УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ»

БЕСПОЧВЕННЫМ?

Факультет государственного управления МГУ имени М.В. Ломоносова Институт проблем экологии и эволюции РАН, Москва Экономический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова Биологический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова История науки отводит особое место роли личности ученого в отображении открывающихся ему закономерностей. Помимо таланта сосредоточенного наблюдения Природы, описание и интерпретация обнаруженного во многом обусловлены широтой картины мира и бо гатством ассоциаций. Часто эти ассоциации подсказывают аналогии, которые хотя и ничего не доказывают, пытливому уму наблюдателя служат мощным интуитивным подтверждением правильности догад ки, допущения, озарения.

Такая особенность ума часто обязана редкому сочетанию ши ротой теоретических знаний и освоенностью предмета интереса на уровне всех органов чувств.

Чувственное постижение мира открывает единство многообразия и позволяет получить «знания, которые даются через опыт» (Я. Коменский).

Одна из встреч с А.Н. Тюрюкановым на экспериментальном поле Института почвоведения и фотосинтеза АН СССР в окрестностях Пущина произошла в 1980 году. На наш вопрос, что студенты собира ют на пашне, последовал флегматичный ответ – «просыпь».

Несколько дней спустя в столовой НЦБИ А.Н. Тюрюканов со общил результаты: на поле остается просыпанная половина урожая – «просыпь». Другую, собранную половину забирает комбайн. Спо соб конкретного доказательства особенностей поведения человека в биосфере был и прост и убедителен.

Сегодня понятие «Биосфера» встречается редко в лекционных, научных документах и программах обеспечения того или иного сце нария развития. Почему?

В том числе и потому, что воспитание студенчества, инструмен тарий мышления научного корпуса в 0–90 гг. ХХ века в России был построен на экспериментальной работе, изнурительность которой обеспечивала глубочайшее уважение к труду и продукту теоретическо го последующего обобщения. Обобщения в свою очередь покоились на плечах фундаментальных научных школ – поколений исследователей и последователей В.В. Докучаева, Д.И. Менделеева, В.И. Вернадского, Н.И. Вавилова, Н.В. Тимофеева-Ресовского и многих других.

Последние десятилетия содержат примеры масштабных научно популярных кампаний по распространению в обществе «откровенно го знания» о ключевых процессах в природе, определяющих благо получие человечества: в 60-гг. считалось, что фитопланктон – легкие планеты, в 70-е – что легкие – это тропические леса, на рубеже 90-х, что это бореальные леса. Размывание наших представлений о целос тности, системности, историчности взаимосвязей заняло многие де сятилетия. Социальный опыт ученых до- и послевоенного поколения постепенно отошел в прошлое, а инструментальные методы исследо вания науки сильно потеснили наблюдения непостижимого разнооб разия видов, природных условий, взаимосвязей оболочек Земли. Мы стали неспособными к обобщениям различных областей современно го знания в общую картину мира. Поэтому и понятие биосферы для многих стало абстрактным, лишенным наполнения ансамблями кру говоротов, взаимодействием всех оболочек и динамикой развития.

Мы стали видеть в механизме Природы отдельные части, лишенные объединяющего их движения, также как можно смотреть на механизм часов, которые «не ходят», а время все равно показывают.

Подчиняясь лукавому понятию «устойчивое развитие» мы ока зываемся за столом переговоров с заведомым шулером – обладателем фрагментов знаний о природном устройстве и потому с небрежнос тью произвольного объяснения любого сообщения. Суженное, по верхностное знание о мире природы и людей позволяет высказывать только мнение, потому, что знание связей имеет системные механиз мы ограничивающие произвол мнений наличными знаниями.

Редко задается вопрос, управляемо ли «устойчивое развитие»?

(Кавтарадзе, 2004). Потому, что доминирующая картина мира совре менной техноцивилизации построена на физической картине мира, о которой проницательно писал В.И. Вернадский. «Наряду с этой – фи зической – картиной Космоса всегда существует другое о нем пред ставление – натуралистическое, не разложимое на геометрические формы, более сложное и более для нас близкое и реальное, которое пока связано не со всем Космосом, но с его частью – нашей планетой, то представление, какое всякий натуралист, изучающий описатель ные науки, имеет об окружающей его природе. В это представление всегда входит новый элемент, отсутствующий в построениях космо гоний, теоретической физики или механики – элемент живого... Мы не можем и не должны забывать существования этих двух несовмес тимых представлений о Природе. Наблюдая ход истории научной мысли, необходимо констатировать, что эти два мировоззрения про ходят рядом, существуют как-то, не влияя друг на друга, разделяют ся разными людьми, работающими в значительной мере независимо друг от друга» (Вернадский, 1978).

Современное технологическое общество базируется на физичес кой картине мира, и поэтому для понимания проблем живого, сохра нения биосферы и сопряженного развития необходимо освоение но вого типа мышления и иной картины мира.

Принятие ООН «Стратегии образования для содействия устой чивому развитию» в 2005 г. содержит ряд важных постулатов. Пер вый из них, это то, что концепция образования строится на базе эко логии, как науки и как области умения применять эти знания, для чего предусмотрены современные интерактивные методы обучения, включая имитационные модели. Эти модели опираются на огромный массив экспериментальных данных, учитывают основные особеннос ти поведения людей в процессе принятия решений и обеспечивают многократную обратную связь – отклик экосистем и социосферы на принятые проекты.

Задолго до появления исходного английского понятия «sustainable development», смысловой перевод которого другой – «са моподдерживающее развитие», было предложено теоретическое обос нование условий «неопределенно долгого существования человечес тва в биосфере» – сопряженное развитие человечества и биосферы (Брудный, Кавтарадзе, 1981). В самом общем виде предлагался ме ханизм обеспечения такого развития как развитие по совпадающим точкам множеств состояния биосферы и допустимого множества со стояния социума (рис. 1.).

Это представление было развито в публикациях и в управлении проектом «экополис».

Рис.1. Варианты стереометрии коридора возможных фазовых состояний биосферы и общества. «Воронки риска»: А – расширение воронки, Б – сужение воронок;

В – сочетания вариантов А и Б Место науки в современной глобальной и региональной полити ке часто обсуждается, однако ее свободное развитие так и не стало «устойчивым». Интерпретация экспериментальных данных испыты вает определяющее воздействие экономической сферы, а подчас ста новится материалом для осуществления афер.

Важнейшей особенностью учения о биосфере, экосистемах при знается следование природной, «экологической» шкале времени, представляющей собой ось времени с расположенным на ней собы тийным рядом динамики развития природных форм, явлений, их незыблемой последовательности (сукцессии). Физическая картина индустриального и постиндустриального мира, диктат экономичес ких интересов сдвинул современное общество к сиюминутному ре зультату текущей полезности.

В защиту интересов индустриального мира распространены и эко логически необразованными людьми принимаются на веру «простые истины». Например, общеизвестны следующие: «окружающая среда должна быть сбалансирована с экономикой», «технология решит все проблемы», «если мы исчерпаем один ресурс, мы всегда можем рассчи тывать на иной ресурс, отвечающий тем же потребностям», «вспомни те, как много раз в прошлом энвайронменталисты предрекали катас трофы и чуть ли не конец мира и всякий раз ошибались. Почему мы должны верить им сейчас?», «если эти проблемы окружающей среды начнут реализовываться, то это произойдет в каком-то отдаленном будущем, после моей смерти, и я не могу относиться к ним серьезно».

Дж. Даймонд рассматривает каждое из этих распространенных мнений и показывает, на чем основана их ошибочность (Даймонд, 2008).

Между тем притягательность «простых утверждений» делает их уместными в имитационных играх как «затравочных» позиций учас тников, вызывающих ожесточенные споры, которые в игре могут перейти в доказательную дискуссию. Сохраняются барьеры между «предвидящими» и «решающими».

Поскольку современный мир стал сверхсложным, технические устройства подчиняются закону Ч. Перроу (Perrow, 1984) (рис. 2), то предприняты попытки анализа сложившейся ситуации: объяс нение происходящего нарастания природных и техногенных катас троф – формирование «общества риска» (Beck, 1999), системными моделями биосферно-социо-техногенных процессов и неизбежными «пределами роста» (Медоуз, 2004).

Мировое сообщество по-прежнему разделено интересами науки, бизнеса, власти и с трудом решает вопросы как оперативного, сегод няшнего, так и долгосрочного планирования собственного развития.

Рис. 2. Гипотетическая кривая изменения фактора риска на всем протяжении цикла развития технологии или техники Нахождение общего понятийного языка, ценностей объединяющих поколения, неблагодарная задача. Она была с честью решена комис сией ООН под руководством Харлем Брунтланд, благодаря кото рой произошло постепенное накопление согласия между странами, континентами, поколениями, культурами различными секторами социальной жизни. Ее доклады названиями отражают этот процесс:

«Наше общее будущее», «Устойчивое развитие».

Корпус ученых, оставаясь зависимым от ценностей и интересов бизнеса, стал замечать, что публикации научных материалов не ока зывают ожидаемого влияния на политику, бизнес, торговлю, хотя и формально получая признание актуальности научных прогнозов.

Это привело к поиску инструментов делающих научное знания, представления не просто «известными», а воспринятыми как лично значимые. Ими стали имитационные модели с участием людей – де ловые (имитационные) игры.

Авторы «Пределов роста» сделали доступными модели поведе ния сложных и сверхсложным систем: WORLD, Стратегема и др.

Управление моделями позволяло получить опыт разработки страте гий развития, многократно проверить их в динамике модели, приме нить выбранные критерии и проанализировать результат.

Отметим важные результаты обобщения многих сотен экспери ментов с участием студентов, аспирантов, научных сотрудников.

1. Представление о долгосрочности временной шкалы необхо димо развивать специально.

2. Совершенные ошибки и провалы избранных стратегий мно гократно (до 8–12 раз) повторяются, их осмысление часто непосиль но и требует методической поддержки.

. Опыт, полученный в работе с моделью, не переносится авто матически в практические решения и требует времени на осмысление и адаптацию.

4. Управляющие моделью люди, часто не имеют представление о свойствах живого, не относят себя к остальному миру живого, жи вут «вне экосистем».

5. Имитационное игровое моделирование на личностном и групповом уровнях дает уникальный эффект обретения знания пове дения себя в сложных системах через полученный опыт.

Исследование процесса преадаптации студентов к решению за дач управления «устойчивым развитием региона» на модели CoMPAS позволило нам выявить значимые узловые ошибки» как восприятия, так и интерпретации такого тренажера, включающего социальные, экологические и экономические параметры.

Имитационная модель долгосрочного (до 0 лет) проектирования экологических сетей в условиях России «Эконет-1» (Кавтарадзе и др., 2004) и «Эконет-АВС» позволила выявить особенности получаемого гу манитарного, естественнонаучного знания и практического навыка учас тия в природоохранительной деятельности (Кавтарадзе и др., 2005).

Биосферное естествознание, развивавшееся А.Н. Тюрюкановым, позволяет представить студентам опыт управления устойчивым раз витием региона с учетом исторического знания развития ландшафта, особенностей экосистем.

Важнейшие особенности принятия решений об организации эко логических сетей (коридоров) выявили интегральный результат ос воения знаний, интеграции их междисциплинарной «экосистемной»

картине мира и, одновременно, следование принятым социальным и экономическим интересам общества (Кавтарадзе, Раппопорт, 2006).

После получения опыта управления этими процессами с учетом многообразных и разнородных сведений (карты, отчеты о состоянии окружающей среды и социально-экономическом развитии региона) и, главное, осмыслением результатов собственной практики приме нения имеющихся знаний в трех сферах (экология, экономика, соци ология) наступает этап оценки своих действий, оснований, положен ных в основу стратегии и достигнутых результатов.

Участники имитационных практикумов на основе игры «Эконет – АВС» берут на себя роли-должности лиц, принимающих решения, на примере «Святской области», площадь которой превышает 2000 кв.км.

В процессе принятия серии решений участники не просто усваивают со держание изучаемой проблемы;

при развитии сценария они знакомятся со структурой и функционированием моделируемых природных и при родно-технических систем, приобретают опыт коллективного принятия решений. В игре события ускоряются в миллион раз: двадцатилетний пе риод управления занимает несколько часов. В игре достигается известная степень свободы оперирования пространством и временем, недоступная в реальных ситуациях. Это, прежде всего, перенос данных в пространство динамической модели (ГИС, системная динамика).

Проблема управления содержит различные аспекты: содержа тельные, собственно управленческие и социальное взаимодействие участников. Имитационная игра «Эконет-АВС» – это азбука «управ ленческого правописания» выработки совместных решений. Игра от ражает тот факт, что большая часть проблем окружающей среды – не в недостатке знаний, а в необученности совместным действиям, сла бой мотивации, неразвитой «экологическое воли» руководителей.

Круг задач и управленческих ресурсов непривычно широк для участников игры, собранных вместе.

Обилие информации соотнесенной с обширной территорией нередко вызывает и растерянность участников. Так, например, при отладке игры организаторы встречали отказ натуралистов, экологов рассматривать социально-экономические проблемы своих проек тов. Это было оценено как выражение неготовности осмысливать и воспринимать новые взаимосвязи, признавать социальные стороны природопользования. Поэтому дополнительная задача проведения «Эконет-АВС» – налаживание междисциплинарных связей, понима ние участниками позиций и интересов других секторов.

Представители природоохранных организаций энергично вы страивают экологические сети и расширяют ареалы распространения редких видов, создают обширную систему особо охраняемых природ ных территорий, достигающую порой 90 % территории региона. И лишь потом, после 5–10–15 лет, когда социальный и произведенный капитал все больше отстает от капитала природного, игроки-эколо ги начинают уделять внимание развитию городов, промышленности.

Таким образом, сценарий игроков рассчитан на развитие региона с максимально благоприятным для естественных экосистем режимом хозяйственной деятельности. Однако модель выявляет серьезные ошибки принятых решений о «тотальном озеленении»: кроме оста новки роста уровня жизни населения, происходит деградация многих угодий, главным образом сельскохозяйственных, которые поддержи вались постоянными вложениями средств для поддержания плодо родия. Обратная связь на принятые участниками решения приводит к необходимости изменения управленческой стратегии.

Для менеджеров среднего звена модель позволяет освоить внут ренние взаимосвязи в экосистемах и получить опыт постановки зада чи и управления природными ресурсами региона.

Работа с тренажером Эконет-АВС позволяет достичь важных об разовательных, личностных эффектов:

1. Прочувствовать мощь объединения знаний о биосфере, кото рые А.Н. Тюрюканов называл «биосферным естествознанием», базо вых понятий самоподдерживающегося или сопряженного развития.

2. В модельных условиях испытать сложность интеллектуаль ного решения задач управления экосистемами при высоком эмоцио нальном напряжении противоречивых социальных интересов и эко номических требований.

Эмоциональный эффект имитационных тренажеров необычайно важен как и в реальной управленческой практике, о чем свидетельствует точное «не научное» название труда А.Н. Тюрюканова «О чем говорят и молчат почвы». Мощность воздействия на нас молчания почв, флоры, фауны, исчезающего биоразнообразия, немое красноречие ландшафтов описано известным английским философом и искусствоведом: «…обра тите внимание на одну из самых привлекательных черт человеческой на туры: дети благородных рас, воспитанных на окружающих творениях ис кусства и на великих деяниях, обладают особым восторженным чувством по отношению к родному ландшафту, который является для них неким напоминанием. Это чувство не привито извне;

его нельзя было привить другим;

оно врожденное. Это – печать и награда, скрепляющая упорную работу великой национальной жизни, столетние смирение и мир, кото рые славу чтимых праотцев постепенно распространяли на всю праоте ческую землю, пока мать-земля, таинственная Деметра, из лона которой мы вышли и в лоно которой вернемся, не наполнила благоговением каж дое место, не привила нам особый восторг перед каждой равниной, каж дым источником, не сделала священной каждую межу, которой никто не может передвинуть, всякую волну, которую никто не может осквернить, пока воспоминание о гордых днях и дорогих людях не превратило каж дую скалу в величавый монумент с полной значения подписью, не на полнило каждую тропинку обаятельной прелестью многозначительного запустения» (Раскин, 2006).

Разработка, апробация динамических моделей региональных экосистем позволяют исследовать различные сценарии развития и выявить исходно неочевидные, часто парадоксальные и «контринту итивные» последствия принимаемых решений (Каталевский, 2011).

Исследование анатомии управленческих ошибок на пути к ус тойчивому развитию становится важнейшей областью обеспечения этого глобального процесса.

Брудный А.А., Кавтарадзе Д.Н. Экополис. Введение и проблемы. Препринт. Пу щино: НЦБИ АН СССР, 1981.

Вернадский В.И. Живое вещество. М., 1978. С.1.

Даймонд Джаред Коллапс. Почему одни общества выживают, а другие умирают.

М.: АСТ, 2008.

Кавтарадзе Д.Н. Управляемо ли устойчивое развитие? // Вестник МГУ. Управ ление. 2004/ №1, Кавтарадзе Д.Н., Букварева Е.Н., Сидоренко В.Н. ЭконетАВС. ЧеРо, 2005.

Кавтарадзе Д.Н., Букварева Е.Н., Сидоренко В.Н Имитационная образовательная игра “ECONET-1” проектирование экологических сетей в России // Имитационные модели и игры в управлении природными ресурсами. Сб. научных и методических ра бот. М.: Университетский гуманитарный лицей, 2004. С. 19– Кавтарадзе Д.Н., Раппопорт А.В. Сравнительный опыт управления моделью ус тойчивого развития региона «Эконет-АВС» // Государственное управление в XXI ве ке: традиции и инновации. Мат-лы 4-й ежегодной межд.конф. факультета государс твенного управления МГУ (24–26 мая 2006 г.)/ Ч. 2. М., 2006. С. 50–52.

Каталевский Д.Ю. Системная динамика, М.: МГУ, 2011.

Медоуз Д., и др. За пределами роста, М.: Наука, 2004.

Рескин Джон. Лекции об искусстве. М., 2006. С. 64.

Beck, U. World Risk Society. Malden, MA: Polity Press,1999.

Perrow Charles The Normal Accidents. NY, 1984.

Rozenzweig, M.R., Bennet, E.L., and Dimond M.C. Brain changes in response to experience // Scientific American, February.1972.

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ ТЕРРИТОРИИ (НА ПРИМЕРЕ МАЛОГО

ГОРОДА ПУЩИНО МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ)

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана А.А. Присяжная, к.б.н., с.н.с., В.В. Снакин, д.б.н., профессор Институт фундаментальных проблем биологии РАН, г. Пущино В настоящее время интегральная оценка качества окружающей среды на основе методов биоиндикации является достаточно акту альной. Данные методы обладают рядом преимуществ по сравнению со стандартными химическими и физико-химическими методами обнаружения аномалий, поскольку, во-первых, дают комплексную оценку качества среды, во-вторых, учитывают кумулятивные и сине ргетические эффекты, чего не представляется возможным достичь, применяя только физические, химические, физико-химические и другие подходы к оценке состояния природной среды (Гуртяк, Углев, 2010;

). Но биоиндикация не лишена недостатков: так, ряд авторов (Кавеленова, 2002;

Гуртяк, Углев, 2010;

Гавриков, Баранов, 2006;

Сол датова, 2006;

Константинов, 2001;

Чистякова, 1997) выделяют следу ющие трудности при ее проведении. Первая проблема связана с ис ключительной неоднородностью (мозаичностью) условий в пределах городской среды, делающей необходимым учёт множества факторов в их взаимодействии (как антропогенной природы, так и естествен ных). Вторая связана с тем, что практически любой структурно-фун кциональный показатель биологического организма обнаруживает определенные изменения (реагируют по-разному) в техногенно за грязненной среде, что существенно усложняет выбор индикаторов.

Анализ литературы по данному вопросу показал, что до настоя щего времени многими авторами (Ерофеева, Наумова, 2010;

Гаври ков, Баранов, 2006;

Гавриков, Навицкая, 2010;

Гавриков, Гречаный, 2005) делались попытки комплексного анализа состояния окружаю щей среды, но в качестве тест-объектов использовался только один индикатор, что по указанным выше причинам неудовлетворительно описывает качество природной среды и пригодность ее для человека.

Целью настоящей работы явилось: разработка комплекса различ ных биоиндикационных параметров, позволяющих более объективно оценить качество окружающей среды;

оценка качества окружающей среды на примере малого города (Пущино);

проверка (верификация) полученной оценки на основе взаимосвязи качества среды со здоро вьем населения.

Объекты и методы исследования. Данная работа проводилась в 2008–2010 гг. в г. Пущино Московской области и его окрестностях.

Для оценки состояния городской среды нами были выбраны такие показатели качества среды как дихотомия древесной растительнос ти, флуктуирующая асимметрия листовой пластинки, биологическая активность почв.

Одним из важных показателей состояния окружающей среды яв ляется наличие так называемых геопатогенных зон (ГПЗ), в последнее время вызывающих живейший интерес у специалистов разного профи ля. Геопатогенные зоны – это участки дневной поверхности Земли, ис пытывающие воздействие геолого-тектонических нарушений земной коры и вследствие этого отрицательно влияющие на биологические и технические объекты. Большинство исследований однозначно связы вают наличие ГПЗ с различными отклонениями в функционировании живых систем, в том числе со здоровьем человека.

Индикация проявлений геопатогенеза в ландшафте проводилась методом количественного учета морфозов древесной растительности.

Основой для составления методики исследований послужило упо минание многих авторов (Дубров, 1992 ;

Мельников и др., 1994;

Рад ченко, 2005 ;

Рудник, 1996) о взаимосвязи состояния древесной рас тительности и геопатогенеза. Для исследования были выбраны такие морфозы древесной растительности, как дихотомия. Породы деревьев, выбранные для учета морфозов – береза, липа относятся к наиболее представительным растительным сообществам участка исследования.

По данным (Мельников и др, 1994) доля деревьев с раздвоенным ство лом увеличивается в 2,5–5 раз в ГПЗ, а в узлах пересечений геофизи ческих разломов количество таких деревьев часто достигает 20–60 %.

Еще одним информативным подходом к оценке состояния при родной является оценка состояния популяций по стабильности разви тия. Наиболее доступная и широко применяемая морфогенетическая мера нарушения стабильности развития – флуктуирующая асиммет рия листьев древесных культур. В основу методических разработок были положены исследования В.М. Захарова (2000). В основе дан ного метода лежит следующая закономерность: в оптимальных для существования вида условиях наблюдается наименьший уровень фе нотипических отклонений от нормы. Любые стрессовые воздействия вызывают появление отклонений от нормального строения различ ных морфологических признаков по причине нарушения индивиду ального развития. Последствия этих нарушений могут быть оценены на основе анализа флуктуирующей асимметрии, характеризующей мелкие ненаправленные нарушения гомеостаза развития природных популяций билатерально симметричных организмов, и являющиеся ответом организма на состояние окружающей среды. При этом раз личия между сторонами не являются строго генетически детермини рованными и, следовательно, зависят от внешних условий.

Состояние почв, основного продукционного и экологического потенциала экосистем, также должно стать важным компонентом при оценке качества среды. Почвенная биота (биология почв) наиболее чутко реагирует на всевозможные изменения в экосистеме и является информативным индикатором современного режима жизни почвы. В качестве конкретного показателя состояния среды, на наш взгляд, на иболее подходящим является биологическая активность почвы.

Распространенным методом анализа биологической активности почвы является метод И.С. Вострова и А.Н. Петровой (1961). Этот метод был нами модифицирован с целью элиминирования влияния неоднородности свойств почвенного покрова на оценку экологичес кого состояния территории.

В связи с различиями свойств почв в местах закладки образцов, заложенный целлюлозный материал (хлопковое полотно) помещал ся нами не в срез почвы, а закладывается в контейнер, содержащий почвенную суспензию с одной и той же отобранной заранее зональ ной почвой (в данном случае серая лесная почва из естественного дубово-липового леса в пригороде Пущино). Почва перед закладкой была размолота, просеяна через сито, затем к почвенному образцу была добавлена дистиллированная вода (в соотношении 1:1), смесь равномерно перемешана и полученная суспензия была помещена в контейнеры. Контейнер устанавливался в почву на глубину 25 см.

По прошествии времени (~2 месяца) контейнеры были извлечены, образцы целлюлозного материала тщательно отмыты от почвы, про сушены и взвешены. Биологическую активность оценивали по разно сти в весе заложенного и извлеченного образцов хлопковой ткани.

Важным моментом при оценке экологического состояния терри тории стала пространственная привязка данных. Территория г. Пу щино была покрыта регулярной сеткой с постоянным размером ячеек 250 250м. Такой размер обеспечивает полное покрытие проявлений геопатогенеза локального характера в ландшафте, и в то же время, соответствует представлениям о минимальной площади устойчивого существования лесного ценоза (Смирнова и др., 1990).

При проведении учетов на местности, для определения границ квадратов использовался спутниковый навигатор проекта Global Position System (GPS). Точность определения составила около вось ми метров, что представляется вполне достаточным при выбранном масштабе. Дополнительная корректировка осуществлялась по ази мутальным объектам.

По полученным данным с помощью геоинформационной системы ”ArcView GIS 3.2” была построена серия карт распределения исследу емых величин. При обработке полученных данных в системе “ArcView GIS 3.2” центр каждого квадрата был принят за точечный объект, кото рому присваивалась атрибутика полученных среднеарифметических величин исследуемого показателя для каждой ячейки.

Не менее важным моментом стала разработка шкалы распределе ния баллов по градациям опорной величины (Арманд, 1975). При вы боре типа шкалы (равномерная – неравномерная) преимущественно учитывали статистическое распределение анализируемой величины.

Таблица 1. Результаты статистической обработки массива данных величины дихотомии древесной растительности Результаты и обсуждение. По полученным данным в ходе количес твенного учета морфозов древесной растительности на территории горо да Пущино было вычислено процентное отношение количества случаев дихотомического расщепления к общему количеству деревьев для каж дого учетного квадрата (табл. 1).

Всего в ходе учетов был исследован 1 квадрат (рис. 1), 28 из которых практически полностью охватывают территорию города. С целью исследования пространственной вариации используемых па раметров помимо квадратов с городской застройкой анализ проведен также для ряда территорий в окрестностях города.

Анализ этих карт позволил выделить территории, на которых древесная растительность наиболее подвержена дихотомии, что отра жает высокий уровень экологического дискомфорта этих участков. К таким участкам относятся в первую очередь территория микрорайо на «Д» (ячейки D7, F5, F6). Наиболее благополучные в экологичес ком отношении зоны наблюдаются в ячейках I1, располагающейся за городом, и F9, которая находится в зоне расположения институтов Пущинского научного центра РАН. Также анализируя полученное распределение видно, что оба вида (береза и липа) реагируют по-раз ному на определенный набор внешних факторов.

Так, липа обладает очень высокой чувствительностью к какому-либо внешнему негативному воздействию. Это становится заметно, поскольку экстремумы показателей для этой породы совпадает с территорией го родской застройки, где уровень антропогенной нагрузки очень высок. За пределами города показатель дихотомии для нее падает.

Как показывает карта распределения показателя дихотомии для березы, на фоне антропогенного воздействия существует ряд других факторов, влияющих на изменения в пространстве этого показателя.

Из вышесказанного следует, что говорить однозначно об экологи ческом качестве выделенных территорий только на основании показа теля дихотомии некорректно;

для более точной оценки необходимо ис пользование дополнительных показателей.

Поэтому следующим этапом работы стало определение биоло гической активности почвы на той же территории (г. Пущино и его Рис. 1. Пространственное распределение величины дихотомии древесной растительности на территории г. Пущино и его окрестностей Таблица 2. Результаты статистической обработки массива данных показателя биологической активности почв окрестности) с помощью описанной выше методики. Исследования проводились летом в 2009 и 2010 гг. На территории, ограниченной ячейкой, закапывались по 5 контейнеров таким образом, чтобы они были равномерно распределены внутри каждой ячейки. Статисти ческая обработка полученных результатов представлена в табл. 2.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 19 |
 




Похожие материалы:

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК _ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАСТЕНИЕВОДСТВА имени Н. И. ВАВИЛОВА (ВИР) ТРУДЫ ПО ПРИКЛАДНОЙ БОТАНИКЕ, ГЕНЕТИКЕ И СЕЛЕКЦИИ том 173 Редакционная коллегия Д-р биол. наук, проф. Н. И. Дзюбенко (председатель), д-р биол. наук О. П. Митрофанова (зам. председателя), канд. с.-х. наук Н. П. Лоскутова (секретарь), д-р биол. наук С. М. Алексанян, д-р биол. наук И. Н. Анисимова, д-р биол. наук Н. Б. Брач, д-р с.-х. наук, проф. В. И. Буренин, ...»

«Федеральное государственное бюджетное учреждение Мордовский государственный природный заповедник имени П.Г. Смидовича ТРУДЫ Мордовского государственного природного заповедника имени П. Г. Смидовича Выпуск X Саранск – Пушта 2012 УДК 502.172(470.345) ББК: Е088(2Рос.Мор)л64 Т 782 Редакционная коллегия: с.н.с. О. Н. Артаев, к.б.н. К. Е. Бугаев, н.с. О. Г. Гришуткин, д.б.н. А. Б. Ручин (отв. редактор), н.с. А. А. Хапугин Т 782 Труды Мордовского государственного природного заповедника имени П. Г. ...»

«КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Т.Ф. ГОРБАЧЕВА Администрация Кемеровской области Департамент природных ресурсов и экологии Кемеровской области Российская Экологическая Академия МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ФОРУМА ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ СИБИРИ И ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА – ВЗГЛЯД В БУДУЩЕЕ ТОМ II 19 – 21 ноября 2013 года Кемерово УДК 504:574(471.17) ББК Е081 Материалы Международного Экологического Форума Природные ресурсы Сибири и Дальнего Востока – взгляд в будущее ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенская государственная сельскохозяйственная академия Совет молодых ученых Пензенской ГСХА Научное студенческое общество Пензенской ГСХА ИННОВАЦИОННЫЕ ИДЕИ МОЛОДЫХ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ АПК РОССИИ Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых 14…15 марта 2013 г. ТОМ II Пенза 2013 ...»

«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 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 растений, нуждающихся в первоочередной охране, в том числе 2 вида ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ АГРАРНАЯ НАУКА – ИННОВАЦИОННОМУ РАЗВИТИЮ АПК В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ Материалы Всероссийской научно-практической конференции, 12-15 февраля 2013 года Том II Ижевск ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА 2013 УДК 631.145:001.895(06) ББК 4я43 А 25 Аграрная наука – инновационному развитию АПК в А 25 ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С.М. Кирова И.В. Григорьев доктор технических наук, доцент А.И. Жукова кандидат технических наук О.И. Григорьева кандидат сельскохозяйственных наук А.В. Иванов инженер СРЕДОЩАДЯЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ ЛЕСОСЕК В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО РЕГИОНА РОССИЙСКОЙ ...»

«В.И. Титова, М.В. Дабахов, Е.В. Дабахова ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ В КАЧЕСТВЕ ВТОРИЧНОГО МАТЕРИАЛЬНОГО РЕСУРСА В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Н. Новгород, 2009 В.И. Титова М.В. Дабахов Е.В. Дабахова ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ В КАЧЕСТВЕ ВТОРИЧНОГО МАТЕРИАЛЬНОГО РЕСУРСА В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Допущено УМО вузов РФ по агрономическому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям Агрономия, Агрохимия и ...»

«i Космическое Послание Мишель Дэмаркэ Перевод с английского оригинала под заглавием Thiaoouba Prophecy Впервые опубликованным под заглавием Abduction to the 9-th planet ISBN 9 780646 159966 Верить недостаточно. Надо ЗНАТЬ. i ii Предисловие Я написал эту книгу как ответ на полученные распоряжения, которым я подчинился. Она – рассказ о событиях, которые произошли со мной лично – я утверждаю это. Я полностью отдаю себе отчет в том, что, до некоторой степени, эта необычная история будет воспринята ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Алтайский государственный аграрный университет Л.М. Татаринцев ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ: ОСНОВЫ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА Учебное пособие Часть II Рекомендовано УМО по образованию в области землеустройства и кадастров в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 120300, 120301 – Землеустройство ...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КООПЕРАЦИЯ И ИНТЕГРАЦИЯ В АПК Учебник ПЕНЗА 2005 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 40 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенский государственный университет Кооперация и интеграция в АПК Допущено Учебно-методическим объединением по образованию в области производственного менеджмента в ...»

«СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК Сборник статей Международной научно-практической конференции 4 марта 2014 г. Уфа РИЦ БашГУ 2014 1 УДК 00(082) ББК 65.26 С 43 Ответственный редактор: Сукиасян А.А., к.э.н., ст. преп.; СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ С 43 ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК: сборник статей Международной научно-практической конференции. 4 марта 2014 г.: / отв. ред. А.А. Сукиасян. - Уфа: РИЦ БашГУ, 2014. – 100 с. ISBN 978-5-7477-3496-8 Настоящий сборник ...»

«Белгородский государственный технологический университет имени В.Г.Шухова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени акад.М.Ф.Решетнева Харьковская государственная академия физической культуры Харьковский национальный педагогический университет имени Г.С.Сковороды Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства имени П.Василенко Харьковская государственная академия дизайна и искусств ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СПОРТИВНЫХ ИГР И ЕДИНОБОРСТВ В ВЫСШИХ ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова И.А. Самофалова СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ КЛАССИФИКАЦИИ ПОЧВ Учебное пособие Пермь 2012 УДК 631.442 ББК Самофалова, И.А. Современные проблемы классификации почв: учебное пособие. / И.А. Самофалова; М-во с.-х. РФ, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА. – Пермь: Изд-во ...»

«1 Соколова Т.А., Трофимов С.Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный обмен Москва 2009 2 ББК Рецензенты: доктор биологических наук профессор С.Н.Чуков доктор биологических наук профессор Д.Л.Пинский Рекомендовано Учебно-методической комиссией факультета почвове- дения МГУ им. М.В.Ломоносова в качестве учебного пособия для сту дентов, обучающихся по специальности 020701и направлению 020700 – Почвоведение Соколова Т.А., Трофимов С.Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Южный федеральный университет Научный совет по изучению, охране и рациональному использованию животного мира opnakel{ on)bemmni gnnknchh МАТЕРИАЛЫ XVI ВСЕРОССИСКОГО СОВЕЩАНИЯ ПО ПОЧВЕННОЙ ЗООЛОГИИ (4–7 октября 2011 г., Ростов-на-Дону) Москва–Ростов-на-Дону 2011 УДК 502:591.524.21 Проблемы почвенной зоологии (Материалы XVI Всероссийского совещания по почвенной зоологии). Под ред. Б.Р. Стригановой. Мос ква: Т-во ...»

«ВВЕДЕНИЕ От пушных зверей получают как основную, так и побочную продукцию. Основной товарной продукцией является шкурка, а побочной — жир, мясо и пух-линька. Шкурки идут на пошив изделий, мясо — в корм птице и свиньям, а также зверям, пред назначенным для забоя, жир — в корм зверям и на техничес кие нужды, а пух-линька— на производство фетра и других изделий. От всех пушных зверей получают еще и навоз, кото рый после соответствующей бактериологической обработки можно с успехом использовать в ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ СИСТЕМА ВЕДЕНИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ НА 2014-2020 ГОДЫ Ростов-на-Дону 2013 УДК 636 ББК 45/46 С 55 Система ведения животноводства Ростовской области на 2014-2020 годы разработана учеными ДонГАУ, АЧГАА, ВНИИЭиН, СКНИИМЭСХ и СКЗНИВИ по заказу Министерства сельского хозяйства и продовольствия Ростовской области (государственный контракт №90 от 12.04.2013 г.). Авторский коллектив: Раздел 1. – Илларионова Н.Ф., Кайдалов ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КУЛЬТУРА, НАУКА, ОБРАЗОВАНИЕ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ МАТЕРИАЛЫ V МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ Гродно УО ГГАУ 2011 УДК [008+001+37] (476) ББК 71 К 90 Редакционная коллегия: Л.Л. Мельникова, П.К. Банцевич, В.В. Барабаш, И.В. Бусько, В.В. Голубович, С.Г. Павочка, А.Г. Радюк, Н.А. Рыбак Рецензенты: доктор философских наук, профессор Ч.С. Кирвель; кандидат ...»






 
© 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.