Суббота, 03.12.2016, 07:37
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Сельское и приусадебное хозяйство

ЛЕСОМЕЛИОРИРОВАННЫЕ ПОЧВЫ ГОРОДА ВОЛГОГРАДА

ЛЕСОМЕЛИОРИРОВАННЫЕ ПОЧВЫ ГОРОДА ВОЛГОГРАДА


В.М.Кретинин, О.Ю Кошелева
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский агролесомелиоративный институт», г. Волгоград

Во многих крупных городах в пригородной зоне расположены защитные лесные насаждения «зеленого пояса» городской территории, под которыми формируется специфический почвенный покров, отличающийся как от естественных зональных, так и от антропогенно- преобразованных городских почв - лесомелиорированные почвы или агролесозёмы. В статье представлены материалы о распространении, генезисе, морфологическом строении и свойствах лесомелиорированных почв (агролесозёмов) в пригородной зоне Волгограда. Идентификация лесомелио- рированных почв в границах Волгограда проводилась методами визуального дешифрирования и геоинформационного картографирования по космическим снимкам высокого разрешения. В результате дешифрирования космического снимка составлена электронная карта локализации лесомелиорированных почв в пригородной зоне Волгограда, а также проведен расчет площадей распространения агролесозёмов по районам Волгограда. Установлено, что системы защитных лесных насаждений оказывают существенное влияние на формирование почвенного профиля, его морфологию, свойства и режимы. Выделены 3 фазы почвообразования под защитными лесными насаждениями, различающиеся по темпу почвообразования. Выявлена тесная корреляционная связь аккумуляции гумуса в горизонте А с возрастом лесных полос. Установлена дальность влияния полновозрастных лесных полос на улучшение структуры светло-каштановой почвы.

Ключевые слова: урбанизированная территория, пригородная зона, лесомелиорированные почвы (агролесозёмы), защитные лесные насаждения, геоинформационное картографирование.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Волгоградской области в рамках научного проекта № 14-04-97053 р_поволжье_а.

 

Введение. В последние годы увеличился интерес к глубокому и всестороннему изучению антропогенных почв и грунтов. Особое внимание привлекают вопросы классификации, систематики и картографирования почв в пределах урбанизированных территорий. Большая работа в этом направлении проделана московскими почвоведами М. Н. Строгановой [11], Т. В. Прокофьевой [8] и другими [2]. Начаты работы по систематике и картографированию городских почв и в других городах нашей страны [1, 10], в том числе и Волгограда [4, 5].

Однако в комплекс урбопочвоведческих исследований следует включить также почвенный покров и так называемой «импакт-зоны» - зоны ближайшего окружения города, или, другими словами, пригородной зоны, в которой наблюдается наиболее сложная картина взаимодействия городских и природных ландшафтов. Во многих крупных городах в пригородной зоне расположены защитные лесные насаждения (ЗЛН), составляющие «зеленые кольца» и «зеленые пояса» городской территории. Именно под защитными лесными насаждениями пригородных зеленых зон формируется специфический почвенный покров, отличающийся как от естественных зональных, так и от антропогенно-преобразованных городских почв.
Цель нашей работы - изучить распространение, генезис, морфологическое строение, свойства лесомелиорированных почв под защитными лесными насаждениями на территории города Волгограда.

Объект исследования. Город Волгоград расположен на юго-востоке европейской части России на правом берегу реки Волга, в нижнем ее течении. Городские земли вытянуты вдоль реки почти на 70 км при ширине от 3 до 10 км. Волгоград расположен в зоне каштановых почв, в светло-каштановой подзоне. Общие особенности почвенного покрова территории определяются сильно изрезанным рельефом, сложным геологическим строением, засушливыми климатическими условиями и бедной естественной растительностью. Основной почвенной разностью являются светло- каштановые почвы различного гранулометрического состава и степени солонцеватости, они залегают обычно в равнинных условиях рельефа и формируются под полынно- типчаковой растительностью. Большое распространение имеют почвы смытые и намытые. Часто на поверхность выходят материнские карбонатные горизонты, а мощность намытых почв достигает 2 м. Солонцеватость светло-каштановых почв как зональный признак выражена на территории неравномерно, а участие солонцов в почвенном покрове невелико.

Зеленая зона Волгограда, её еще называют «зеленое кольцо», состоит из отдельных, изолированных друг от друга массивов ЗЛН, которые относятся к 5-ти участковым лесничествам - Тракторозаводскому, Городищенскому, Ворошиловскому, Кировскому и Красноармейскому (рис. 1). Кроме того, к зеленой зоне относят государственные защитные лесные полосы (ГЗЛП), проходящие по Волго-Донскому водоразделу.

Схема расположения участков «зеленого кольца» Волгограда

Рисунок 1 – Схема расположения участков «зеленого кольца» Волгограда

Тяжелые лесорастительные условия сухой степи и полупустыни создали определенные трудности выращивания больших массивов лесных культур и, в первую очередь, наложили ограничения на ассортимент древесно-кустарниковых пород: породный состав лесных культур на территории зеленой зоны Волгограда достаточно беден. Преобладающими породами здесь являются сосна обыкновенная (Pinus sylvestris), робиния псевдоакация (Robinia pseudoacacia), вяз мелколистный (Ulmus pumila), клен ясенелистный (Acer negundo) и дуб черешчатый (Quercus robur), встречающиеся в различных типах насаждений (массивные, полосные, кулисные, куртинные) и схемах смешения. Наиболее распространенной кустарниковой породой является смородина золотая (Ribes aureum).

Методика исследований. В работе использованы многолетние исследования лаборатории картографирования и анализа почв Всероссийского научно-исследовательского агролесомелиоративного института (ВНИАЛМИ). Влияние ЗЛН на генезис, морфологию и свойства почв изучались по принятым в лесомелиоративном почвоведении методикам [3, 7, 9]. Достоверность исследований обеспечивалась многократным сравнением почвенных площадок под ЗЛН и вне их влияния на расстоянии 10-30Н (Н - высота ЗЛН).

В качестве основного метода исследования при определении распространения лесомелиорированных почв по районам города Волгограда выступало камеральное дешифрирование космического снимка QuickBird масштаба 1: 50 000 по общепринятым методикам [6].

Результаты исследования. В результате дешифрирования космического снимка была составлена электронная карта локализации лесомелиорированных почв в пригородной зоне Волгограда, общая площадь которых в пределах городских границ составляет 48,8 км2 (таблица 1). Из всех районов города только на территории Центрального района, как единственного, не имеющего выхода к пригородной зоне, не встречаются лесомелиорированные почвы. Почвы под озелененным массивом Мамаева кургана и крупных городских парков и скверов, согласно систематике городских почв, можно отнести к культурозёмам, отличающимися высокими показателями плодородия [8]. Наибольшую площадь лесомелиорированных почв имеют Тракторозаводский, Дзержинский, Ворошиловский и Кировский районы города, что связано с расположением на их территории крупных озелененных массивов земель участковых лесничеств.

Таблица 1 - Распространение лесомелиорированных почв по районам Волгограда
Распространение лесомелиорированных почв по районам Волгограда

В чем же так специфика лесомелиорированных почв, и почему их целесообразно выделить в отдельный тип, наряду с урбанозёмами, культурозёмами, индустриозёмами, некрозёмами и другими типами городских почв?
Дело в том, что создание системы ЗЛН оказывает существенное влияние на формирование почвенного профиля, его морфологию, свойств и режимы. Замена степной и сельскохозяйственной травянистой растительности на лесную формирует лесные биоценозы, существенно изменяя направленность и интенсивность почвообразовательного процесса не только под ЗЛН, но и на прилегающих к ним территориях. Экологическое воздействие ЗЛН на почву, почвообразующую и подстилающую породы, постоянно и длительно, что способствует формированию под ними специфических почвенных типов - лесомелиорированных почв или агролесозёмов.

Большое значение в формировании лесомелиорированных почв имеет минералогический, гранулометрический и химический состав материнских пород. Почвообра- зующие и подстилающие горные породы под ЗЛН активно участвуют в почвообразовательном процессе вследствие более глубокого, в сравнении с травянистой растительностью, распространения корневых систем деревьев и кустарников, а также в связи с особенностями их корневых выделений, избирательным выносом зольных питательных элементов этими видами. Преимущественно промывной тип водного режима почв под ЗЛН способствует вымыванию водорастворимых органических и минеральных веществ из почвогрунта, переносу их в более глубокие слои, грунтовые воды и соподчиненные элементы ландшафта. Таким образом, засоленные грунты под ЗЛН мелиорируются, становятся лесопригодными.

Рассматривая время как фактор почвообразования под защитными лесными ценозами, можно выделить фазы, различающиеся по темпу почвообразования. Первая фаза - до 2-4 лет - охватывает период основной обработки, парования почвы, смыкания крон в рядах. При этом верхние горизонты почвы обедняются за счет вовлечения менее плодородных нижних, усиленно минерализуется органическое вещество, активизируются смыв и дефляция почвы. Вторая фаза продолжительностью 10-12 лет совпадает с усиленным ростом ЗЛН, смыканием крон в междурядьях и формированием лесной подстилки, активизацией аккумуляции минеральных и органических веществ. Третья фаза совпадает с автоморфным функционированием «натурализованного» лесного биогеоценоза. Ценоз и лесомелиорированная почва достигают климаксного состояния.

Формирование генетического профиля лесомелиорированной почвы начинается с основной её обработки под посадку ЗЛН. При этом в результате перемешивания верхних генетических горизонтов создается мощный гомогенный корнеобитаемый слой. В последующем техногенный слой испытывает реставрирующее влияние почвообразования зонального типа. Однако, когда видоизменен ведущий биологический фактор и вновь образован слой лесной подстилки, тогда изменяются почвенные режимы, откладываются продукты смыва и дефляции почвы, морфологическое строение лесомелиорированной почвы существенно изменяется. Так, под 30-50-летними ЗЛН увеличивается мощность генетических горизонтов, снижается глубина вскипания карбонатов и выделения солей (рисунок 2). Мощность гумусового горизонта светло- каштановой почвы под 30-летними лесополосами увеличивается на 7 см, а всего профиля - на 15-20 см. На 6-9 см понижается глубина вскипания и выделения карбонатов, исчезают выделения водорастворимых солей.    

Изменение морфологического строения светло-каштановой почвы под средневозрастными

Рисунок 2 - Изменение морфологического строения светло-каштановой почвы под средневозрастными

Все деревья и кустарники улучшают структурный и агрегатный составы почвы: уменьшаются глыбистость и содержание в почве агрегатов мельче 0,25 мм, увеличивается отношение поверхности структурных и водопрочных агрегатов от 0,47 до 0,540,68. Дальность влияния полновозрастных лесных полос на улучшение структуры светло-каштановой почвы проявляется на расстоянии до 4Н [3].

Также ЗЛН улучшают основной показатель плодородия почвы - количество и состав органического вещества. Под смешанными насаждениями, особенно с участием дуба, кустарников, создаются благоприятные условия накопления гумуса в почве. Установлена тесная корреляционная связь аккумуляции гумуса в горизонте А с возрастом лесных полос (рисунок 3). При этом, в начале мелиоративного периода под ЗЛН может отмечаться даже уменьшение содержания гумуса, связанное с извлечением на поверхность малоплодородных слоев и минерализацией органического вещества при паровании почвы.
 
Абсолютная прибавка гумуса

Рисунок 3 - Абсолютная прибавка гумуса (у) в гор. А светло-каштановой почвы под лесными полосами разного возраста (х) [3]

Вместе с тем, близость к урбанизированной территории, накладывает свой отпечаток на формирование лесомелиорированных почв в виде атмосферного и напочвенного загрязнения различными продуктами хозяйственной деятельности человека. Так, в местах несанкционированного скопления производственных и бытовых отходов, которые очень часто располагаются в пригородной зеленой зоне, в почвенные горизонты вместе с осадками проникают различные ксенобиотики, оказывая определенное влияние на химический состав лесомелиорированных почв, что требует отдельного комплексного исследования.

Заключение. Производственная деятельность человека как антропогенный фактор почвообразования является наиболее мощным, продолжительным и неоднозначным, приводящим как к окультуриванию и повышению плодородия, так и при неправильном землепользовании, и к деградации почвенного покрова. Морфологическое строение почвы существенно изменяется под действием антропогенного фактора почвообразования - мелиорации. Под защитными лесными насаждениями формируются лесомелиорированные почвы, для которых характерны своеобразный генезис и морфологическое строение, а также повышенное плодородие, приближающее их к культурозёмам. В связи с этим, предлагается использовать категорию лесомелиорированных почв (агролесозёмы) в качестве таксономической единицы при изучении и картографировании городских почв Волгограда, а также рассмотреть вопрос о включении их в обсуждаемую классификацию почв России [2].

 

Библиографический список

1. Калманова, В. Б. Систематика, диагностика и картографирование городских почв юга Дальнего Востока (на примере г. Биробиджан, Еврейская автономная область) [Текст]/ В.Б. Калманова, Л. А. Матюшкина // Вестник ДВО РАН. - 2013. - № 5. - С. 97-104.
2. Классификация и диагностика почв России [Текст]/ Л. Л. Шишов, В. Д. Тонконогов, И. И. Лебедева, М. И. Герасимова. - Смоленск: Ойкумена, 2004. - 342 с.
3. Кретинин, В. М. Агролесомелиорация почв [Текст]/ В. М. Кретинин. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2009. - 198 с.
4. Кретинин, В. М. Систематика почв и грунтов города Волгограда [Текст]/ В. М. Кре- тинин // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2014. --№ 3 (35). - С. 55-57.
5. Кулик, К. Н. Опыт картографирования почвенного покрова города Волгограда [Текст]/ К. Н. Кулик, В. М. Кретинин, О. Ю. Кошелева // Вестник ВГУ. Серия: География. Геоэкология. - 2015. - № 1. - С. 40-45.
6. Лабутина, И. А. Дешифрирование аэрокосмических снимков [Текст]/ И. А. Лабути- на. - М.: Аспект Пресс, 2004. - 184 с.
7. Павловский, Е. С. Методика системных исследований агролесоландшафтов [Текст]/ Е. С. Павловский, М. Н. Долгилевич. - М., 1985. - 112 с.
8. Прокофьева, Т. В. Систематика почв и почвообразующих пород города Москвы и возможность включения их в общую классификацию [Текст]/ Т. В. Прокофьева, И. А. Марты- ненко, Ф. А. Иванников // Почвоведение. - 2011. - №5. - С. 611-623.
9. Розанов, Б. Г. Морфология почв [Текст]/ Б. Г. Розанов. - М.: Академический Проект, 2004. - 432 с.
10. Синцов, А. В. Современная классификация почвенного покрова городских территорий [Текст]/ А. В. Синцов, А. Н. Бармин // Геология, география и глобальная энергия. - 2011. - № 3 (42). - С. 149-155.
11. Строганова, М. Н. Городские почвы: опыт изучения и систематики [Текст]/ М.Н. Строганова, М. Г. Агаркова // Почвоведение. - 1992. - №7. - С. 16-24.
 

Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование № 4 (40), 2015

Категория: Сельское и приусадебное хозяйство | Добавил: x5443 (05.02.2016)
Просмотров: 283 | Теги: лесомелиорированные, пригородная зона | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016