студент
ГРНТИ 12.01 Общие вопросы науковедения
В статье приводятся результаты экспедиционных и камеральных исследований изменений низко плодородных почв в результате рекреационной нагрузки, возникающей в местах неорганизованного отдыха населения. Выявлено, что в солоди типичной, сформированной на территории водосборного бассейна озера Большой Шантропай, в результате антропогенного воздействия изменились морфологические признаки, увеличилась плотность сложения. Сократилась не только общая биомасса растений, обитающих на почве, но и масса корневой системы по горизонтам.
рекреация, зональные почвы, интразональные почвы, почвы березовых колков, солодь нарушенная, солодь типичная, плотность сложения, Большой Шантропай.
В почвенном покрове Южного Урала наряду с зональными почвами встречаются интразональные. Наиболее распространены в черноземной и лесостепной зонах солоди, обычно приуроченные к блюдцам (микропонижениям), покрытым древесной растительностью, осоками и другими влаголюбивыми растениями. Солоди представляют собой последнюю стадию деградации солончаков. Вместе с черноземами они часто вовлекаются в пашню и деградируют. Планомерный мониторинг по комплексной оценке, почв наиболее техногенной территории Урала показали, что несмотря на спад промышленного производства, отходы которого изменяли свойства почв, состояние земельного фонда характеризуется как критическое, и вопросы рационального использования почв сельскохозяйственного назначения не сняты. Поэтому возникла необходимость в разработке модели адаптивно-ландшафтных систем земледелия, требующей расширения сведений о почвах. Для этого необходимо определить всё разнообразие почв, параметры их физических, водных и агрохимических свойств. Поэтому в условиях усиливающейся кризисной ситуации в природе изучение изменений свойств почв является актуальной задачей.
Исследования проводились в 2016 году по авторской программе Договора о сотрудничестве ФГБОУ ВО «Уральский ГАУ» с МОУ «СОШ № 48» Копейского городского округа от 15.09.2015 г. в Еткульском районе Челябинской области в окрестностях озера Шантропай.
Цель: изучение современного состояния интразональных почв зоны рекреации оз. Шан-тропай.
Задачи:
1. получить современные данные по свойствам почв окрестностей озера Шантропай;
2. определить распределение корневой системы в солоди типичной и солоди типичной деградированной;
3. определить плотность сложения почв;
4. собрать материал для школьного музея природы.
В работе применялись полевые и камеральные методы исследования. Наблюдения и учет растительности были проведены на учетной площади 100х100 м. Количественно-весовой метод учета растительности проведен с делянки площадью 1м2. Разрезы заложены в характерных однотипных точках рельефа. Профили разрезов были описаны и из них отобраны образцы для определения плотности сложения и количественного анализа корневой системы.
Распределение почв равнинной территории Южного Урала подчиняется закономерностям горизонтальной зональности с черноземами лесостепной и степной зон. Однако геоморфология местности меняется под воздействием горнодобывающей промышленности, создающей промышленно-нарушенные и рекультивируемые роды агроландшафтов. По характеру последействий антропогенного вмешательства выделяется деградированный агроландшафт, частично потерявший свои первоначальные функции.
Зональными почвами Южного Урала являются черноземы. Солонцы, солончаки, солоди, аллювиальные, болотные почвы – почвы интразонального ряда. В Еткульском районе преобладают черноземы выщелоченные. Они имеют достаточно мощный перегнойный горизонт (30-60 см) с содержанием гумуса 6-9 %.
Почвы деградированных ландшафтов потеряли свое естественное плодородие и требуют рекультивации или мелиоративных мероприятий.
Результаты исследования. Окрестности озера Шантропай относятся к зоне рекреации. Водосборный бассейн озера представлен комплексом интразональных почв с лесной растительностью. На этой территории встречаются участки земель с нарушенным рельефом и деградированным почвенным покровом. Наибольшее распространение здесь получили солоди типичные.
Развитие солодей обычно приурочено к микрорельефным понижениям, где имеются благоприятные условия для повышенного увлажнения и промывания почв вследствие стекания снеговой и дождевой воды. Процесс деградации солонцов в солоди носит название осолодения. При длительном промывании и выщелачивании солонцы переходят в солодь. В результате обогащения кремнеземом верхние горизонты становятся все более белесыми. Обладая незначительным содержанием органического вещества и важнейших питательных элементов, а также неблагоприятными физическими и химическими свойствами, солоди являются бедными и малоплодородными почвами. Вместе с тем солоди во многих случаях лесопригодны и на них развивается естественная лесная растительность. Поэтому солоди и осолоделые почвы в ряде случаев целесообразно оставлять под лесом, тем более, что лесные насаждения в степных и лесостепных районах способствуют снегонакоплению, смягчению климатических условий. При включении солодей в сельскохозяйственное использование первостепенное значение приобретает внесение удобрений, извести, а также землевание.
Исследование профилей солоди типичной в окрестностях озера Большой Шантропай показало, что в местах наибольшего скопления отдыхающих в этих почвах изменились морфологические признаки и деградировали основные физические свойства.
На таблице 1 видно, что по мощности гумусово-элювиального горизонта А1 (22 см) солодь типичная относится к маломощной. Мощность этого горизонта солоди деградированной снижается до 18 см.
Пребывание отдыхающих на территории рекреационной зоны увеличило плотность сложения верхних горизонтов.
Таблица 1
Изменения солоди типичной при рекреационном использовании
Горизонты
Мощность, см
Плотность сложения, г/см3
почвенного профиля
Солодь типичная
Солодь деградированная
Солодь типичная
Солодь деградированная
А1
22,0
18,0
1,2
1,3
А2
14,5
12,2
1,3
1,4
В
22,3
18,5
1,6
1,6
Если плотность сложения в горизонте А1 солоди типичной составляет 1,2 г/см3, то у деградированной 1,3 г/см3. Оценка плотности солодей приведена в таблице 2.
Таблица 2
Оценка плотности почв
Плотность, г/см3
Качественная оценка
≤1
Почва вспушена или богата органическим веществом
1,0-1,1
Типичные величины для культурной свежевспаханной почвы
1,2
Почва уплотнена
1,3-1,4
Почва сильно уплотнена
1,4-1,6
Типичные величины для подпахотных горизонтов
1,6-1,8
Сильно уплотнённые иллювиальные горизонты почв
Показатели плотности свидетельствуют, что почвы прилегающей к озеру территории более деградированы, в верхнем горизонте они сильно уплотнены. Их плотность в горизонте А2 достигает 1,4 г/см3.
Повышение плотности сложения отрицательно влияет на водный и воздушный режим почвы, снижая продуктивность лесолуговой растительности. Следовательно, снижается качество зоны рекреации.
С целью более подробной характеристики в лабораторных условиях выполнен количественно-весовой учет растений, произрастающих на данных почвах (таблица 3).
Таблица 3
Изменение биомассы растений на солоди типичной при ее деградации, 2016 г.
Почва
Сухая масса растений, г/м2
Сухая масса корней, г/ м2
Солодь типичная
1592, 6
637, 6
Солодь типичная антропогенная
784,2
211,2
Из таблицы 3 видно, что общая биомасса растений и их корней в верхнем горизонте нарушенной почвы в два раза меньше, чем в естественной.
Смена фитоценозов в зоне рекреации изменило и характер распределения корневой си-стемы по горизонтам (таблица 4).
Таблица 4
Влияние фитоценозов на распределение корневой системы по профилю солоди, 2016 г.
Вариант
Горизонт
Глубина, см
Содержание корней г/м2
Солодь типичная
А1
А2
В
2-22
22-36
36-58
637
432
104
Солодь типичная
деградированная
А1
А2
В
0-18
18-30
30-48
211
57
12
Если в горизонте А1 солоди деградированной содержание массы корней только в 3 раза меньше, чем в естественной почве, то уже в элювиальном (А2) и иллювиальном горизонтах (В) в 7 и 8 раз соответственно.
Таким образом, по полевым и лабораторным материалам исследований почв рекреационной зоны озера Большой Шантропай можно сделать следующие выводы.
1. В зоне рекреации озера Большой Шантропай широко распространены низкоплодородные солоди типичные с отрицательными физическими свойствами.
2. Рекреационная нагрузка на солоди ведет к их деградации: изменению морфологических признаков, увеличению плотности сложения верхних горизонтов.
3. Деградация солоди типичной способствует смене фитоценозов с низкой фитомассой и изменению распределения их корневой системы по профилю почвы.
4. Учитывая почво- и водоохранное, снегозадерживающее и рекреационное значение лесов, произрастающих на солоди типичной, необходимо систематически проводить мониторинг почв и растений и регулировать антропогенную нагрузку на природные объекты.
1. Виноградов, Н. Б. Историческое краеведение. Челябинская область: учеб. пособие / Н. Б. Виноградов, М. С. Гитис, В. М. Кузнецов. – Челябинск: АБРИС, 2009. – 128 с.
2. Почвы березовых колков – солоди, как особо охраняемые объекты ландшафтов / Н. Вольхина, А. Р. Силантьева, О. А. Ларионова, Л. А. Сенькова //Молодежь и наука. – 2016. – № 9. – С. 35.
3. Карпухин М. Ю. Возможность использования банка почв при проведении регионального мониторинга почв Южного Урала / М. Ю. Карпухин, Л. А. Сенькова // Коняевские чтения: сб. ст. междунар. науч.-практ. конф. – Екатеринбург, 2016. – С. 70-72.
4. Киселева А. О. Эколого-геологический мониторинг в системе кадастровых исследований / А.О. Киселева, Л.А. Сенькова // Актуальные направления технологического, экономического и экологического развития сельского хозяйства: Сб. материалов междунар. науч.-практ. конф. – Екатеринбург, 2017. – С.426-435.
5. Мехова М.А. Анализ состояния мониторинга техногенного загрязнения почв Уральского региона / М. А. Мехова, Л. А. Сенькова // Инновационные технологии и технические средства для АПК: Материалы междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов. – Воронеж, 2016. – С. 192-195.
6. Сенькова Л. А. Состояние почв особо охраняемых территорий Южного Урала / Л. А. Сенькова // Аграрная наука. – 2008. – № 11. – С. 14-15.
7. Сенькова Л. А. Физические и водные свойства чернозема выщелоченного Южного Урала в связи с орошением [Электронный ресурс] / Л. А. Сенькова, Л. В. Гринец // Биологические науки: Научное обозрение. – 2017. – № 2. – С. 136-141. URL: http://appliedresearch.ru/ru/article/view?id=11556 (дата обращения: 15.12.2017).
8. Сенькова Л. А. Значение изучения почв древнего антропогенеза для познания взаимоотношений человека и природы / Л. А. Сенькова, Л. В. Гринец // Актуальные направления технологического, экономического и экологического развития сельского хозяйства: Сб. материалов междунар. науч.-практ. конф. – Екатеринбург, 2017. – С. 470-475.
