Опустынивание почв водно-аккумулятивных равнин аридных областей России на примере Кизлярских пастбищ Дагестана (14.12.2009)

Автор: Саидов Абдулмуталим Кырывович

Развитие опустынивания в значительной степени определяется усилением степени аридизации климата и в последние годы степенью разбалансированности погодных условий: появление экстремально низких и высоких значений влажности, температуры в отдельные дни при общем почти равновесном состоянии климата за год. При этом большое влияние на опустынивание оказывает и ветровой режим Кизлярских пастбищ. Общее количество за год дней со штилем не превышает 8. С 1911 по 1990 г.г. увеличилась сухость климата, но особенно ярко проявляется увеличение отношения максимальной температуры к минимальному количеству осадков.

С нашей точки зрения, для оценки влияния климатических факторов на опустынивание важно учитывать не только степень аридизации за год, а в отдельные критические для растений периоды (апрель, май, июнь, июль). Если в этот период растения погибают, то и при наступлении в дальнейшем оптимальных условий восстановления растительного покрова в прежнем составе мало вероятно. В проведенных исследованиях оценен тренд изменения климатических показателей за период 1881-1903 г.г.

В то же время, развитие опустынивания определяется устойчивостью к этому процессу пород, растительных ассоциаций, рельефа, уровня грунтовых вод, почв. При деградации, с точки зрения влияния на развитие дернового процесса, одного из показателей устойчивость других к опустыниванию также уменьшается.

При оценке влияния климатических факторов на опустынивание дополнительно к показателям аридизации климата, вероятности засух целесообразно учитывать наличие совпадений во времени экстремальных для растений климатических показателей (абсолютных величин, соотношения, градиента изменения во времени) с критическими для этих изменений фазами развития растений.

Климатические показатели района Кизлярских пастбищ являются фактором опустынивания, независимо от уровня дигрессии, засоления и солонцеватости.

Интегральный показатель опустынивания почв (Оп) является функцией интегральных показателей климата, рельефа, состояния почв, растительности, засоленности пород и грунтовых вод, уровня грунтовых вод, уровня интенсификации производства, степени оптимальности систем земледелия, хозяйствования. Величина Xi выражается в долях от оптимума, не вызывающего опустынивание (от 0 до 1).

Литологические, геоморфологические и гидрологические

особенности территории, как фактор опустынивания почв

Чрезвычайно активный ветровой режим, сильные ветры восточных румбов (СВ, В, ЮВ) оказывают глубокое рельефообразующее воздействие, отчетливо фиксируемое на аэрофотокосмических материалах и при непосредственных визуальных полевых наблюдениях.

Проведенные исследования показали, что во фракции 0,1-0,05 мм для всех почвообразующих пород и почв характерно повышенное содержание в легкой фракции полевых шпатов (до 20-30%), постоянное преобладание в тяжелых фракциях амфиболов (до 60%) и пироксенов (до 20%), очень значительные количества карбонатного детрита наземных и водных моллюсков карбонатного (арагонитового) состава.

В илистой фракции светло-каштановых и лугово-каштановых почв в порядке убывания процентного содержания присутствуют гидрослюда, хлорит, бейдеилит, монтмориллонит и кварц. Отмечается, что в почвообразующих породах светло-каштановых почв количественное отношение биотит/мусковит близко к единице. В верхних горизонтах это отношение чаще меньше единицы.

В значительной степени опустынивание обусловлено засолением пород, что подтверждено вычисленными уравнениями множественной регрессии.

С нашей точки зрения, одной из причин опустынивания может быть и локальное уменьшение величины гравитационного поля, связанное с отбором грунтовых вод, наличием и эксплуатацией нефтегазовых месторождений, с добычей полезных ископаемых.

Территория Кизлярских пастбищ расположена в пределах Терско-Кумской полупустыни, частично Терско-Сулакской низменности, на приморской равнине и в дельте реки Терек. В геоморфологическом отношении эта территория представляет собой слабоволнистую аллювиально-аккумулятивную равнину, более 95% которой находится ниже уровня Мирового океана. Формирование рельефа на поверхности этой низменности происходит под действием неоднократных трансгрессий и регрессий Каспийского моря.

Нами в соавторстве составлена карта-схема геоморфологического районирования Кизлярских пастбищ.

Развитие опустынивания в значительной степени связано с эволюцией гидрографической сети региона, уровня грунтовых вод и их состава. В настоящее время резко возросла протяженность искусственной гидрографической сети оросительных каналов. Если в 1914-1923 г.г. орошалось 65 тыс.га, то в 1975 году – 650 тыс.га, а в настоящее время значительно больше.

С одной стороны, орошение приводит к отбору грунтовых вод и понижению их уровня, что способствует опустыниванию. С другой стороны, сброс вод в депрессии приводит к увеличению степени гидроморфизма ряда участков и подъему к поверхности засоленных вод, что также приводит к опустыниванию почв.

В зависимости от сочетаний источников питания, литологических условий и рельефа на территории Кизлярских пастбищ складывается тот или иной режим грунтовых вод, формируется их уровень, минерализация и химизм.

В 30-е годы выделялось несколько районов (Банасевич, Зонн и др., 1932; Белый, 1932) с различным залеганием грунтовых вод. Наиболее глубоким залеганием (глубже 3,0м) отличались районы древней Курутерской и Суллу-Чубутлинской гидрографических систем. Районы плавнево-болотные (плавни Таловки и Каргалинского прорыва) имели высокий уровень грунтовых вод (около 0,5 м). На остальной части территории в аллювиальном и приморском участках грунтовые воды залегались на глубине 1–1,5–2,0 м. Низкой минерализацией и гидрокарбонатным составом характеризовались грунтовые воды районов интенсивной гидроаккумулятивной деятельности рек (плавни). Наоборот, высокая минерализация грунтовых вод отмечалась в приморской и северной частях региона (40–50 г/л) с сульфатно-хлоридным и хлоридным составом. На остальной части территории минерализация грунтовых вод отличалась пестротой (4–40 г/л) с хлоридно-сульфатным и сульфатным химизмом.

В 50-е годы в связи с изменением распределения водного стока основных рек, осушением южной части региона и сокращением площадей плавней Терека, Таловки отмечалось понижение уровня грунтовых вод в этих районах, а также в приморской и северной части в связи с регрессией моря. С 1978 года в северной и юго-восточной частях, а с 1991 года в прибрежной полосе приморской зоны отмечается подъем уровня грунтовых вод и здесь характерен хлоридный и сульфатно-хлоридный химизм с минерализацией более 40 г/л (Стасюк, 2005).

Сопоставление составленных нами в соавторстве, с использованием ГИС технологий слоев карт развития эрозии, засоления, опустынивания и уровня грунтовых вод показало четкую зависимость развития опустынивания от уровня грунтовых вод и их изменения за последние годы.

Очевидно, уровень грунтовых вод для данной территории должен учитываться, как фактор почвообразования. Для условий Кизлярских пастбищ характерна смена периодов гидроморфизма и аридизации. Проведенными нами исследованиями установлено, что смена периодов гидроморфизма и аридности приводит к меньшей устойчивости почв к опустыниванию, чем находящихся постоянно в засушливых условиях.

Эволюция растительного покрова, как фактор и индикатор

опустынивания почв

В значительной степени опустынивание почв связано с состоянием и эволюцией растительного покрова.

При рассмотрении действия факторов опустынивания на развитие растительности показано, что угнетение и гибель растений, приводящие к развитию опустынивания, происходят при сочетании экстремальных климатических условий, неустойчивых к опустыниванию почв (легкого гранулометрического состава, засоленных и солонцеватых), при глубоком залегании грунтовых вод, обеднении почв элементами питания и при их загрязнении, на повышениях и ветроударных склонах, при более интенсивном развитии дигрессии и нарушении растительного покрова при прокладке дорог и за счет техногенной деградации. Наиболее опасно проявление этих экстремальных условий в ранние фазы развития растений. При этом очаги опустынивания, возникающие в случае выпадения наименее устойчивых видов, в дальнейшем усиленно развиваются. Важным является несовпадение в динамике экологических требований растений и меняющихся во времени климатических условий и свойств почв.

Основной тенденцией эволюции экосистем Кизлярских пастбищ в ествественных условиях является аридизация и опустынивание, поэтому их растительный покров наряду с гидроморфным луговым типом представлен полупустынной и пустынной растительностью (Виноградов, Толчаин, 1932; Чиликина, Шифферс и др., 1962; Ярулина, 1983). Естественный процесс развития лугов идет по пути от долгопоемных плавнево-болотистых к средне- и кратковременным аллювиальным. Смена плавней болотистыми, приплавневыми, солончаковатыми остепневающими и опустыненными лугами переплетается с образованием лугово-солончаковых и солончаковых фитоценозов (пятнами), завершается сукцессионными рядами от солянково-полынной до злаково-полынной растительности, используемой в качестве отгонных пастбищ.

Эволюция растительного покрова Кизлярских пастбищ в условиях аридизации и опустынивания проходила в 3 стадии. В работе подтверждены и уточнены эти стадии эволюции.

В настоящее время, согласно геоботаническому районированию территории Дагестана (Гвоздецкий, 1963) Терско-Кумская низменность входит в полупустынную зону. Смена растительных ассоциаций обусловлена аридизацией климата, но одновременно и меньшее поступление при этом растительных остатков в почву приводит к уменьшению гумусированности, ухудшению структуры, уменьшению устойчивости почв к дефляции и опустыниванию.

В таблице 2 приведены ориентировочные данные по биопродуктивности отдельных растительных ассоциаций.

Таблица 2

Биопродуктивность растительных ассоциаций Кизлярских пастбищ

Растительная ассоциация Биопродуктивность, ц/га

пырейные, злаково-бескильницевые, солодково-свиноройные, тростниково-солянковые, злаково-петросимочневые травостои

зерново-пырейные ассоциации

тростниковые ассоциации

бескильницевые луга - лето

в осенне-зимне-весенний период

Проведенные расчеты подтвердили тесную зависимость опустынивания от состава растительных ассоциаций и биопродуктивности угодий, что подтверждено высокими значениями коэффициентов корреляции и вычисленными уравнениями регрессии.

По полученным данным, опустынивание связано с низким содержанием фитомассы, как на почвах, в большей степени подверженных опустыниванию, так и в отдельные месяцы вегетационного периода, когда наиболее вероятно развитие опустынивания. Так, на луговых почвах в июле месяце фитомасса разнотравья составила 3,9 ц/га, на светло-каштановых – 1,1 ц/га. На однолетне-солянковом комплексе, на нарушенных светло-каштановых почвах после нефтеразработок (через 12-15 лет) в апреле разнотравья не было, в июне фитомасса составила 2,6 ц/га, в сентябре – 2,3 ц/га. Фтомасса однолетних солянок составила соответственно по месяцам 4,0; 6,2 и 8,6 ц/га. При этом увеличивалось отношение надземной массы к подземной от 1:7 до 1:4.


загрузка...