WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Сорокин Андрей Павлович

ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ ПОЧВЕННЫХ СВОЙСТВ В ЛАНДШАФТАХ ДЕЛЬТЫ ВОЛГИ

Специальность 03.00.27 – почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Астрахань 2009

Работа выполнена на кафедре почвоведения аграрного факультета Астраханского государственного университета

Научный руководитель: Федотова Анна Владиславовна,

доктор биологических наук, доцент

Официальные оппоненты: Рулев Александр Сергеевич, доктор сельскохозяйственный наук, старший научный сотрудник

Дембовецкий Александр Владиславович, кандидат биологических наук

Ведущая организация: Южный Федеральный университет

Защита диссертации состоится 23 июня 2009 года в 10-00 на заседании Диссертационного совета Д 212.009.10 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, Астрахань, пл. Шаумяна, 1, Естественный факультет АГУ.

Тел./факс: (8512)22-82-64

E-mail: sovetei@rambler.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского государственного университета по адресу:

С диссертацией можно ознакомиться на сайте АГУ:

Автореферат разослан «___» мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук, доцент Федотова А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Почвенный покров дельты Волги представляет собой достаточно сложное почвенное образование. Он формируется в результате специфических природно-климатических и почвенно-гидрологических факторов. Известно, что на ландшафтном уровне солевое состояние, влажность и плотность почв – динамические показатели. Их изменчивость в пространстве обусловлена комплексом факторов, в том числе растительностью, рельефом и антропогенным фактором. Для территории дельты Волги, среди факторов почвообразования, влияние рельефа на засоление и влагообеспеченность почв особенно значимо. Сильное варьирование данных почвенных свойств с одной стороны увеличивает биоразнообразие, так как приводит к формированию высоко комплексного почвенного покрова, с другой стороны свидетельствует о деградации почв. Изучение пространственной вариабельности свойств позволяет рассматривать классификационные проблемы в другом аспекте, что особенно актуально для засоленных почв.

Развитие в последнее время координатного земледелия, интенсивное внедрение ГИС-технологий и ДДЗ, а также наблюдающее повсеместное уничтожение бэровских бугров при исследованиях почвенно-растительного покрова и экологическом мониторинге предполагают точечную географическую привязку точек опробования, требует подробной информации о неоднородности почвенного покрова на предмет солесодержания, влагообеспеченности, физических свойств. Недостаточность, а иногда и полное отсутствие информации по их пространственной изменчивости обусловило постановку и проведение настоящих исследований.

Целью настоящей работы является исследование и выявление особенностей пространственной изменчивости почвенных свойств в ландшафтах дельты Волги и выявление роли рельефа в их динамике.

Задачи:

1. Исследование плотности почвы, влаго- и солесодержания в почвах бугрового и равнинного ландшафтов дельты Волги.

2. Исследование пространственной изменчивости почвенных свойств в разных геоморфологических условиях.

3. Выявление роли рельефа в пространственном распределении почвенных свойств.

4. Исследование особенностей пространственной вариабельности почвенных свойств на разных уровнях почвенной иерархии (от почвенного горизонта до ландшафтного уровня) в пределах бугрового ландшафта дельты Волги.

Научная новизна. Получены материалы по пространственной изменчивости плотности, влаго- и солесодержанию почв дельты Волги при различных геоморфологических условиях на ландшафтном уровне. Впервые показана высокая пространственная неоднородность влаго- и солесодержания почв в ландшафтах дельты Волги на разных уровнях исследования – от почвенного горизонта до ландшафтного уровня. Впервые выявлены корреляционные зависимости между почвенными свойствами и рельефом территории. Установлено, что рельеф оказывает заметное влияние на пространственную вариабельность влаго- и солесодержания 30-ти сантиметрового слоя почвы, с глубиной влияние рельефа практически не выражено.

В работе впервые выявлены значимые различия и показана высокая пространственная неоднородность почвенных свойств на разных экспозициях склонов бугра Бэра и направлениях в ландшафте. Обнаружено несовпадение в характере пространственного распределения солей, влажности и плотности почвы. Работа является одной из пионерных в области познания роли бугров Бэра в формировании ландшафтов волжской дельты.

Основные защищаемые положения:

1. Пространственная изменчивость почвенных свойств определяется рельефом территории на ландшафтном уровне, а в пределах почвенного типа и геоморфологических элементов – микрорельефом конкретного участка.

2. Почвы бугровых ландшафтов дельты Волги имеют достоверные отличия по влаго- и солесодержанию, при этом переходы между почвенными типами от зональных к интразональным сопровождаются увеличением степени варьирования почвенных свойств

3. Характер пространственного варьирования почвенных свойств, влаго- и солесодержание почв в пределах ландшафта бугра Бэра меняется в субширотном направлении.

Теоретическая и практическая значимость.

Результаты исследования позволили установить различия в свойствах и их пространственной изменчивости в почвах и почвенном покрове ландшафтов дельты Волги в зависимости от геоморфологического строения. Оценка пространственной вариабельности влаго- и солесодержания, а также плотности почвы показала, что почвенный покров в пределах типичного для дельты Волги бугрового ландшафта весьма неоднороден, при этом изменчивость почвенных свойств происходит в субширотном направлении. Результаты работы являются значительным вкладом в познание особенностей формирования дельтовых ландшафтов и представляют собой базу для создания опорных точек наземной сети наблюдений на территории дельты Волги. Основные выводы и положения диссертации использованы для установления биосферной роли бугров Бэра в функционировании и формировании ландшафтов дельты Волги.

Результаты исследования поддержаны РФФИ проект № 09-04-97002-р_поволжье_а, Министерством промышленности, транспорта и связи Астраханской области в рамках конкурса молодежных инновационных проектов и АВЦП № 2.1.1/4284, используются при чтении лекционных курсов «Почвы Астраханской области», «Математическая статистика в почвоведении», «Физика почв» в Астраханском государственном университете.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на международных и российских научных конференциях: Международные научные конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2005» и «Ломоносов - 2009», (Москва, 2005, 2009), Всероссийские IX, Х, ХII Докучаевские молодежные чтения (Санкт-Петербург, 2006, 2007, 2009), IX Международная научная конференция «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря», (Астрахань, 2006), Российская научная конференция студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные проблемы современных аграрных технологий» (Астрахань, 2006, 2008), Международная конференция «Экология в современном мире: взгляд научной молодежи» (Улан-Удэ, 2007), Международная научно-практическая конференция «Развитие агропромышленного комплекса: перспективы, проблемы и пути решения» (Астрахань, 2008), IV Всероссийская научная конференция студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы инновационного развития агропромышленного комплекса» (Астрахань, 2009).

По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе одна статья в издании, входящим в перечень научных и научно-технических изданий, утвержденных ВАК России и рекомендуемых для публикации основных научных результатов кандидатских диссертаций.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы, включающего 209 наименований, из них 89 на иностранных языках. Изложена на 183 страницах машинописного текста, включает 95 рисунков и 11 таблиц.

ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ ПОЧВООБРАЗУЮЩИЕ ФАКТОРЫ В ДЕЛЬТЕ ВОЛГИ

В данной главе приведены краткие сведения об основных факторах почвообразования в дельте Волги: географическое положение и климат (Реймерс, 1982; Глазовская, 1945; Бут, 1975; Ганжара, 2001; Пилипенко, 1996,2002; Ишерская, 1953; Щучкина, 1996; Челобанов, 1998; Федотова, 2006; Сидоренков, Швейкина, 1996; Мамедов, 1977; Атлас Астраханской области, 1997), рельеф и геоморфология (Димо, Келлер 1907; Бармин и др., 2007; Русаков, 1991; Владимиров, 1953; Белевич, 1963, 1979а; Бэр, 1856; Брицына, 1955; Рыбак, Русаков, 1995; Русаков и др., 1996), гидрология и растительность (Байдин, 1956; Игнатов, 1999; Лукьянова и др., 1997; Шеппель, 1986; Клиге, 1995; Голуб, Пилипенко, 1985; Сафонов, 1977a; Голуб и др., 2002; Лосев и др., 1998; Пилипенко, Чуйков, 2001; Цаценкин, 1962; Агроклиматический справочник, 1961), почвообразующие породы (Славный, 1995; Ковда и др., 1933; Брюшков, 1951; Ковда, 1950).

ГЛАВА II. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ ПОЧВЕННЫХ СВОЙСТВ

В главе рассматриваются различные аспекты изучения пространственной вариабельности почвенных свойств: физических свойств почв (Назарова и др., 1999; Amador Jose и др., 2000; Carvalho и др., 2002; Шеин и др., 2002; Qamar-Liz-Zaman, 2002; Moroizumi Toshitsugu,SatoYuichi, Sato Koichi, 2002; Почепцова, 2003; Кирдяшкин, 2002; Бутылкина, Фаустова, Банников, 2003; Дядькина, 2004; Кураченко, Соловченко, 2005; Буева, 2005; Федотова, 2006; Ma Fengyun и др., 2006; Zhang Jiguang и др., 2006 и др.), содержания микроэлементов, тяжелых и радиоактивных металлов для расчетов экологического риска загрязнения почв, а так же в сельскохозяйственных почвах (Черкашина, 1999; Репях и др., 2000; Wang Tie-yu и др., 2001; MacDonald, Hendershot, 2003; Schimmack, Kracke, Sommer, 2003; Wоn Hong- Otero Xose, Macias Felipe, 2003; Zhao Yan-Feng и др., 2007 и др.), пространственной и временной динамики почвенного органического углерода и пространственное распределение органических соединений хлора, азота и др. (Шкроб, 2000; Bogaert, 2000; Подвезенная, Кузьмина, 2001; Paustian, 2002; Johansson, Sanden, Oberg, 2003; Cheng Shu-Ian и др., 2004; Sheng Jian-dong и др., 2003; Zhang Shi-Rong и др., 2004; Liu Jing-Ehuang и др., 2003; Huang Yuan-Fang, 2004 и др.), пространственная вариабельность различных почвенных микроорганизмов (Дембицкий, Дор, Пономаренко и др., 2003; Ritz и др., 2000; Ettema Christien, Wardle David, 2002; Михайлова, 2003 и др.). В мировой практике широкое применение нашло выявление зависимостей между пространственной вариабельностью почвенных свойств и урожайностью сельскохозяйственных культур (Utset, Castellanos, 1999; Pracilio и др., 2003; Gaultier и др., 2006; Rover Manuela, Kaiser, 1999; Cassel, Wendroth, Nielsen, 2000; Wang Qingcheng, Zhang Qingcheng, Wang Zhengquan, 2001 и др.).

Наиболее распространенными методами изучения пространственной вариабельности свойств почв являются классические методы математической статистики (Mesquita, 2003; Самсонова, 2002; Basic и др., 2002; Yim и др., 2003; Yang Gui-yu, Cheng Ya-xin, 2002; Кузякова, Штар, 2006; Li Xiao-yu, Lei Ting-wu, Wang Wei, 2000; Градусов, Фрид, Градусова, 2002; Бахсолиани, 2003; Скворцова и др., 2001; Xie Hui и др., 2003; Синегани, Хосса-инпур, Назаризаде, 2006), корреляционный и регрессионный анализ (Giovagnotti, Calandra, 1998; Синькевич, 1999; Chen Feng и др., 2000; Стурман, Габдуллин, 2000; Liu Yang, Sheng Jian-ong, Jiang Ping-an, 2006; Majchrzak и др., 2001; Зеликов, 2001; Boruvka, 2002; Duchesne, Ouimet, Houle, 2002; Tang, 2002; Schimmack, Kracke, Sommer, 2003; Тихонравова, Хитров, 2003; Wu Le-zhi, Cai Zu-cong, 2006; Brus, Те Riele, 2001; House и др., 2001 и др.).

Указывается, что анализ пространственной изменчивости почвенных свойств позволяет получить комплексную информацию о генезисе почв, агрономическом и экологическом состоянии, а так же прогнозировать возможные пути эволюции почвенного покрова.

ГЛАВА III. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объекты исследования

Объектами исследований явились типичные для дельты Волги ландшафты: равнинный луг, ежегодно подвергающийся затоплению паводковыми водами, и бугор Бэра с околобугровым пространством. Выбранные объекты находятся в различных геоморфологических условиях (рис. 1), но при сходных климатических и гидрологических факторах, степень антропогенной нагрузки сопоставима. Для всех объектов проводили морфологическое изучение почв и почвенного покрова.

a

b

c

Рис. 1. Объекты исследования (построено по данным нивелирной съемки): западная экспозиция бугра (a), восточная экспозиция бугра (b), равнинный луг (c).

Основные типы почв.

Бурая полупустынная почва суглинистая, карбонатная, засоленная. Вершина бугра Бэра Большой Барфон, расположенного в восточной части дельты Волги (Володарский район Астраханской области).

Слаборазвитая дерново-карбонатная почва на погребенной бурой полупустынной супесчаной, на элюво-делювии осадочных пород бугров Бэра. Шлейф западной экспозиции бугра Бэра.

Солончак луговой гидроморфный на аллювиальных отложениях. Шлейф восточной экспозиции бугра Бэра.

Переходная разность между солончаком луговым гидроморфным и бурой полупустынной почвой. Склон восточной экспозиции бугра Бэра.

Луговая дерновая почва маломощная гидроморфная на рыхлых аллювиальных отложениях. Равнинный луг среднего уровня.

Методы исследования

Работы выполнялись серией стационарных и маршрутных наблюдений в 2005-2008 гг. В работе использовались полевые методы исследования почв и почвенного покрова (геоморфологических профилей – западная экспозиция бугра Бэра; метод равномерной сетки – восточная экспозиция бугра, луговые угодья), позволяющие выявить переходы между почвенными разностями, учесть различия в морфологическом строении и достоверно оценить пространственную вариабельность свойств почв в пределах ландшафта.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»