Вторник, 27.06.2017, 16:48
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту



Главная » Статьи » Экология

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ КРАЙНЕГО СЕВЕРО-ВОСТОКА АЗИИ

А.А.Пугачёв, Г.В.Станченко

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ КРАЙНЕГО СЕВЕРО-ВОСТОКА АЗИИ

Обсуждаются вопросы экспертно-прогнозной оценки устойчивости почвенно-растительных комплексов криолитозоны к антропогенному воздействию. На основании свойств почв, климатических показателей и ряда других особенностей осуществлена почвенно-экологическая оценка стабильности ландшафтов рассматриваемой территории. Приводятся характеристики 7 групп ПРК по степени устойчивости к различным видам внешнего воздействия и характеру развития в них антропогенных процессов.

Ключевые слова: устойчивость, климат, почва, растительность, антропогенез.

 
Своеобразие природных условий региона определяет большое разнообразие механизмов нарушения почвенно-растительных комплексов (ПРК), в том числе такие как криотурбация, криосолифлюкция, термокарст, термоэрозия и т. д. Сложность оценки антропогенной эволюции ПРК заключается в том, что природные системы, помимо присущей им динамичности, содержат в себе компоненты с циклическими или случайными флуктуациями.

При разработке экспертно-прогнозной оценки устойчивости ПРК территории к антропогенным воздействиям учитывалось сочетание 5 основных факторов (табл. 1): 1 - гранулометрического состава; 2 - наличия или отсутствия многолетней мерзлоты и ее льдистости; 3 - сочетания климатических показателей (радиации, тепла, влаги, света); 4 - запасов, структуры и продуктивности фитомассы; 5 - генетических особенностей почв. При этом предполагалось возможное сочетание различных видов нарушений: моно-, би- и полигенное.

В целом, ПРК Крайнего Северо-Востока характеризуются низкой устойчивостью к нарушениям экологического равновесия [1; 2]. Способность ландшафтов противостоять антропогенным воздействиям определяется комплексом факторов, ведущую роль среди которых принадлежит криогенному состоянию, свойствами генетических горизонтов, строением профиля, естественно-динамическими тенденциями развития ландшафтов, структурно-функциональными особенностями почв и растительности [3].

В генерализованном виде все многообразие ландшафтов региона и приуроченных к ним ПРК по степени устойчивости к различным воздействиям и характеру развития антропогенных процессов подразделяется на 7 основных групп.

К первой, наименее устойчивой, группе относятся пушициево-кочкарные пятнистые и пучинно-бугорковые тундры (тундровые надмерзлотно-глеевые, тундровые глеевые торфянистые и торфяные почвы), плоскобугристые болота с малой торфяной толщей (тундровые глеевые торфянисто-торфяные болотные почвы) и заболоченные лиственничные редколесья (таежные глеевые и глееватые почвы). Они сформировались на суглинисто-глинистых породах в условиях близкого подстилания льдистой многолетней мерзлоты. Их почвы характеризуются очень низкой теплообеспеченностью, большой влагонасыщенностью, сильным оглеением, тиксотропностью и низким уровнем плодородия. Любые воздействия, вызывающие деструкцию растительного покрова, приводят к изменению сложившегося теплового равновесия между атмосферой и почвами, что способствует более глубокому оттаиванию, развитию процессов термокарста и водной эрозии. При этом плоские участки и небольшие депрессии заболачиваются, а на склонах разной крутизны возможно образование «пятящихся» оврагов.

Таблица 1
Экспертный прогноз воздействия антропогенных факторов на состояние почвенно-растительных комплексов


 
Примечания: М. - механические; П. - пирогенные;
*) 1 - слабая; 2 - умеренная; 3 - сильная; 4 - очень сильная; 5 - катастрофическая; « - » - отсутствие; **) С - слабое; А - активное; И - интенсивное

 
Вторая группа включает лиственничные редколесья водораздельных равнин и речных террас мерзлотных районов (таежные глеевые и глееватые торфянисто-перегнойные почвы), сложенных суглинисто-глинистыми отложениями, поймы рек в среднем и нижнем течении (пойменные дерново-глеевые почвы), а также болота с торфяной залежью более 50 см (торфяно-болотные льдистые высокомерзлотные почвы). Они характеризуются наличием густой сети морозобойных трещин, способствующих дренированию и аэрированию деятельного слоя почв, чередованию в профиле окислительных и восстановительных условий, оглеению надмерзлотных горизонтов. В период переувлажнения почвенной толщи эти ландшафты легко нарушаются под механическим воздействием, а в сухой - они проходимы всеми видами транспорта. В обоих случаях наблюдаются нивелировка криогенного микрорельефа, уплотнение почвенной толщи, увеличение прогревания и влажности, что вызывает более глубокое оттаивание и интенсивное оглеение минеральных горизонтов.

Третья и четвертая группы объединяют крупнокустарниковые тундры (тундровые элювиально-глеевые почвы), высокие части пойм с кустарниково-луговой растительностью, лиственничные леса на террасах рек и водораздельных равнинах (таежные торфянисто-перегнойные высокогумусовые почвы). Их устойчивость к механическим воздействиям определяется наличием достаточно мощных органогенных горизонтов. Почвы этих ландшафтов уязвимы в периоды переувлажнения деятельного слоя, когда многократный проход гусеничного транспорта вызывает образование глубокой колеи.

Пятая группа включает лишайниково- кустарничковые пятнистые и пятнисто-трещиноватые тундры речных террас, водораздельных равнин и платообразных поверхностей, сложенных песчано-супесчаными и каменисто-мелкоземистыми отложениями различного генезиса (подбуры тундровые). Их почвы характеризуются свободным или частично затрудненным внутренним дренажем, господством в профиле окислительных условий, большой скважностью и водопроницаемостью, что определяет устойчивость рассматриваемых ландшафтов к механическим воздействиям.

К шестой группе относятся ландшафты склонов, занятых кедрово-стланиковыми зарослями (подбуры таежные, подзолы иллювиально-гумусовые), почвы которых по водно-физическим свойствам сходны с почвами предыдущей группы и, следовательно, устойчивы к механическим воздействиям. Однако кедровые стланики богаты восками и смолами, что определяет пожароопасность рассматриваемых местообитаний. При пожарах обычно сгорает не только растительный покров, но и органогенные горизонты почв. Вследствие этого теряется большая часть азота, а зольные элементы удаляются за пределы ландшафта поверхностными водами. Одновременно развиваются процессы смыва и дефляции мелкозема, в результате чего на дневную поверхность выходят почвообразующие породы.

Седьмая группа включает лиственничные леса и заросли кедрового стланика южной части региона на высоких частях пойм, речных террасах, пологих шлейфах склонов, водораздельных равнинах и в межгорных понижениях, сложенных песчано-супесчаны- ми и каменисто-мелкоземистыми отложениями различного генезиса. Их почвы (подзолы иллювиально-многогумусовые, пойменные мелкодерновые) относительно устойчивы к механическим воздействиям; растительный покров и подстилки легко уничтожаются пожарами. Однако, с учетом выположеннос- ти рельефа, смыв золы и почвенного мелкозема атмосферными осадками и талыми водами выражен слабо.

Почвенно-экологическая оценка производится на основании свойств почв, климатических показателей и некоторых других особенностей территории.

Почвенно-экологические показатели рассчитываются по следующей формуле [4]:

где ПЭи - почвенно-экологический индекс;
V - плотность (объемная масса почвы) в среднем для деятельного слоя;
2 - максимально возможная плотность почв при их максимальном уплотнении, г/см3;
П - корнеобитаемый объем почвы;
Дс - дополнительно учитываемые свойства почв;

КУ - коэффициент увлажнения (Р - поправка к этому коэффициенту);
КК - коэффициент континентальности;
А - итоговый агрохимический показатель.

Величина 12,5 вводится в формулу с целью проведения определенной совокупности экологических условий к 100 единицам почвенно-экологического индекса.

Детальный расчет ПЭи, включая почвенный, агрохимический и климатические его составляющие, изложен в монографии Л.Л. Шишова с соавторами (1991). Исследования показали, что процесс расчета ПЭи достаточно сложен, требует анализа почв по многим показателям и не учитывает в полном объеме специфику криолитозоны. Данное обстоятельство предопределило необходимость проведения поиска методики для оценки устойчивости ПРК к антропогенным воздействиям. Используя уровень биологической продуктивности почв:

где П - прирост,
Ф - фитомасса, Б - биомасса) и ПЭи, установлен соответствующий показатель для количественной оценки устойчивости (КОУ) почв и ПРК к антропогенным воздействиям (табл. 2; 3), когда КОУ = УБП¦ ПЭи. Так, например, для торфяно-болотных почв Северного Охотоморья показатель равен 2,6; для торфяно-глеевых - 4,2; подзолов торфянисто- глеевых - 9,8; подзолов иллювиально-гумусовых - 8,6; пойменных дерновых - 18,7.
 
Использование изложенной методики позволило разработать экспертно-прогноз- ную карту устойчивости ПРК Магаданской области к антропогенным воздействиям и обосновать возможность создания аналогичной карты на территорию Чукотского автономного округа и на весь регион в целом.

Таблица 2
Почвенно-экологическая оценка устойчивости почв Северного Охотоморья к антропогенным воздействиям (по усредненным данным)

Таблица 3
Почвенно-экологическая оценка устойчивости почв Верхней Колымы (усредненные данные)

Библиографический список

1. Игнатенко И.В. Об устойчивости и активности восстановления нарушенных ландшафтов Магаданской области / И.В. Игнатенко, А.А. Пугачёв // Комплексное экономическое и социальное развитие Магаданской области в ближайшей и долгосрочной перспективе. Секция II. - Магадан, 1980а. - С.21-24.
2. Пугачёв А.А. Биологический круговорот и продуктивность в экосистемах Крайнего Северо-Востока СССР // Современные проблемы географии экосистем. - М. : Ин-т географии АН СССР, 1984. - С. 122-124.
3. Пугачёв А.А. Экологические основы рационального использования почвенных ресурсов Крайнего Северо-Востока России: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. - Владивосток, 1996. - 48 с.
4. Шишов Л.Л. Теоретические основы и пути регулирования плодородия почв / Л.Л. Шишов [и др.]. - М. : Агропромиздат, 1991. - 304 с.

Вестник Северо-Восточного государственного университета
Магадан 2013. Выпуск 19

Категория: Экология | Добавил: x5443 (12.11.2016)
Просмотров: 156 | Теги: почва | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2017 Обратная связь