Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Уральский государственный аграрный университет

Средняя общеобразовательная школа № 48 Копейского городского округа

Направление: Экологические науки

Секция: Экологический мониторинг

Конкурсная работа

Современное состояние интразональных почв зоны рекреации озера Шантропай (по проекту сетевого взаимодействия ВУЗ-школа)

Е.В. Ростовщикова, студент Уральского государственного аграрного университета

В.Д. Ларионова, ученица 6 класса МОУ «СОШ № 48»

Аннотация

В статье приводятся результаты экспедиционных и камеральных исследований изменений низкоплодородных почв в результате рекреационной нагрузки, возникающей в местах неорганизованного отдыха населения. Выявлено, что в солоди типичной, сформированной на территории водосборного бассейна озера 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.

Ключевые слова: рекреация, зональные почвы, интразональные почвы, почвы березовых колков, солодь нарушенная, солодь типичная, плотность сложения.

Summary

In the article results of expedition and cameral researches of changes of low-fertile soils are resulted as a result of the recreational loading arising in places of the unorganized rest of the population. It was revealed that in the malt of the typical, formed on the territory of the catchment basin of Lake Shantropai, as a result of anthropogenic influence, the morphological features changed, the density of addition increased. Not only the total biomass of plants living on the soil, but also the mass of the root system in the horizons were reduced.

Keywords: ecreation, zonal soils, intrasonal soils, soils of birch pins, malt broken, malt typical, density of addition.

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 [1, 4; 5; 6]. Поэтому возникла необходимость в разработке модели адаптивно-ландшафтных систем земледелия, требующей расширения сведений о почвах [2, 3]. 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 г. по программе Договора о сотрудничестве ФГБОУ ВО «Уральский ГАУ» с МОУ «СОШ № 48» Копейского городского округа от 15.09.2015 г. (сетевое взаимодействие) в Еткульском районе Челябинской области в окрестностях озера Шантропай.

Цель: изучение современного состояния интразональных почв зоны рекреации оз. Шантропай Еткульского района.

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.

Методы исследования. В работе применялись полевые и камеральные методы исследования по общепринятым методикам (Приложения 1, 2). 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 описан и из них отобраны образцы для определена плотности сложения и количественного анализа корневой системы [4].

Описание почвенных условий. Распределение почв на территории Южного Урала подчиняется закономерностям горизонтальной с черноземами лесостепной и степной зон и вертикальной с горными почвами зональности. По характеру последействий антропогенного вмешательства выделяется деградированный агроландшафт, частично потерявший свои первоначальные функции. Зональными почвами являются черноземы. Солонцы, солончаки, солоди, аллювиальные, болотные почвы и боровые пески - почвы интразонального типа. В Еткульском районе преобладают черноземы выщелоченные. Они обладают достаточно мощным перегнойным горизонтом (30-60 см) с содержанием гумуса 6-9%. Второе место по распространению занимают серые лесные осолоделые почвы. Они формируются в условиях периодически промывного водного режима. Характеризуются кислой реакцией почвенной среды, низким запасом питательных веществ и плохими физическими свойствами. [1, 6, 7].

Солонцы наиболее распространены в Красноармейском районе, представляющие собой пятна различной величины среди выщелоченных и солонцеватых черноземов. Таким образом, в почвенном покрове северной и южной лесостепной зоне Челябинской области, наряду с почвами, обладающими высоким плодородием, встречаются и такие, для повышения плодородия которых требуется мелиоративное вмешательство [3]. Рельеф и почвообразующие породы. Равнинная территория с проявлениями микрорельефа характеризуется четким делением на примыкающий к горам Зауральский пенеплен и на неширокую полосу низменности на востоке Челябинской области. Геоморфология местности меняется под воздействием горнодобывающей промышленности, создающей промышленно-нарушенные и рекультивируемые роды агроландшафтов [3].

Почвы деградированных ландшафтов потеряли свое естественное плодородие и требуют рекультивации или мелиоративных мероприятий. [6; 8].

Развитие солодей на территории Челябинской области. Развитие солодей обычно приурочено к микрорельефным понижениям, где имеются благоприятные условия для повышенного увлажнения и промывания почв вследствие стекания снеговой и дождевой воды. Самый процесс превращения солонцов в солоди носит название осолодения, или деградации солонцов. При длительном промывании и выщелачивании солонцы превращаются в солодь [4].

Гуматная часть солонцов вымывается, а алюмосиликатная - усиленно распадается на более простые соединения (кремнекислоты и гидроокисей железа и алюминия). Полуторные окислы вслед за этим подвергаются выносу из осолодевающих горизонтов в более глубоко залегающие, а кремнекислота остается и постепенно накапливается. В результате обогащения кремнеземом верхние горизонты становятся все более белесыми. Сверху выделяется перегнойный горизонт (A₁) различной мощности и окраски; под ним белесый осолоделый горизонт (А₂), бесструктурный. Ниже залегает более темный окраски, глыбистый, а иногда слитой горизонт (В); во влажном состоянии он очень вязкий, в сухом - твердый. Обладая незначительным содержанием органического вещества и важнейших питательных элементов, а также неблагоприятными физическими и химическими свойствами, солоди являются бедными и малоплодородными почвами [5, 7]. 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 [2, 5].

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 преходят в солодь [2]. 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 [2; 3]. 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 [2].

Исследование профилей солоди типичной в окрестностях озера 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.

Таблица 1 - Изменения солоди типичной при рекреационном использовании

Пребывание отдыхающих на территории рекреационной зоны увеличило плотность сложения верхних горизонтов. Если плотность сложения в горизонте А₁ солоди типичной составляет 1,2 г/см³, то у деградированной 1,3 г/см³. Оценка плотности солодей проведена в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2 - Оценка плотности 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 [2].

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.

На таблице 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 системы по горизонтам (таблица 4).

Таблица 4 - Влияние фитоценозов на распределение корневой системы по профилю солоди, 2016г.

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 Шантропай можно сделать следующие выводы.

1. В зоне рекреации озера 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.

Библиографический список

1. Виноградов Н.Б., Гитис М.С., Кузнецов В.М. Историческое краеведение. Челябинская область: учеб. пособие / Н.Б. Виноградов, М.С. Гитис, В.М. Кузнецов. - Челябинск: АБРИС, 2009. - 128 с.

2. Вольхина Н., Силантьева А.Р., Ларионова О.А., Сенькова Л.А. Почвы березовых колков - солоди, как особо охраняемые объекты ландшафтов. //Молодежь и наука. 2016. № 9. С. 35.

3. Карпухин М.Ю., Сенькова Л.А. Возможность использования банка почв при проведении регионального мониторинга почв Южного Урала // Коняевские чтения: сб. ст. Междунар. науч.-практич. конф. - Екатеринбург, 2016. С. 70-72.

4. Киселева А.О., Сенькова Л.А. Эколого-геологический мониторинг в системе кадастровых исследований // Сб. материалов междунар. науч.-практич. конф. «Актуальные направления технологического, экономического и экологического развития сельского хозяйства», 2017, С.426-435.

5. Мехова М.А., Сенькова Л.А. Анализ состояния мониторинга техногенного загрязнения почв Уральского региона //В сб.: Инновационные технологии и технические средства для АПК. Материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. Под общей редакцией Н.И. Бухтоярова, Н.М. Дерканосовой, В.А. Гулевского. Воронеж, 2016. С. 192-195.

6. Сенькова Л.А. Состояние почв особо охраняемых территорий Южного Урала // Аграрная наука. 2008. № 11. С. 14-15.

7. Сенькова Л.А., Гринец Л.В. Физические и водные свойства чернозема выщелоченного Южного Урала в связи с орошением // Научное обозрение. Биологические науки" № 2 2017, стр. 136-141.

8. Сенькова Л.А., Гринец Л.В. Значение изучения почв древнего антропогенеза для познания взаимоотношений человека и природы // Сб. материалов междунар. науч.-практич. конф. «Актуальные направления технологического, экономического и экологического развития сельского хозяйства», 2017, С. 470475.

Приложение 1

Определение плотности сложения

Плотностью сложения почвы называют вес единицы объема. При определении плотности сложения узнают вес почвы в определенном объеме со всеми порами и промежутками имеющихся в почве. При определении же удельного веса узнают вес твердой фазы почвы, занимающий сплошь весь объем, без пор и промежутков. Таким образом объемный вес одной и той же почвы всегда будет меньше удельного веса.

Ход работы

1. Взять металлический цилиндр и взвесить его на химико-технических весах.

2. Насыпать в цилиндр почву из нерастертого образца, уплотняя ее по мере наполнения / постукивая дном цилиндра о ладонь руки /

3. Измерить высоту насыпанного слоя почвы, диаметр цилиндра и определить объем почвы.

4. Взвесить цилиндр с почвой на химико-технических весах и произвести расчеты. Рассчитывают объемный вес по формуле: ОВ= Р/У Где:

ОВ - плотность сложения в г/куб. см.

Р -масса сухой почвы в г. У - объем почвы в цилиндре в куб.см.

Р = А*100/100+а

Где: А -масса влажной почвы в г.

а - влажность почвы в %

У = Пч²

где : П=3,14 ч = радиус цилиндра в см.

Н = высота почвы в цилиндре в см. Окончательно формула примет вид:

ОВ = А*100//100+а/у

Скважностью или порозностью называется суммарный объем пор между ее частицами в единице объема. Ее выражают в процентах объема почвы.

Р = (1-ОВ/УВ)100 где:

Р - общая скважность

ОВ - объемный вес почвы

УВ - удельный вес почвы

почва солодь фитоценоз корневой

Приложение 2

Фотоотчет наблюдений и исследований

Рисунок 1- отбор почвенных и растительных образцов антропогенных ландшафтов окрестностей озера Шантропай

Рисунок 2 - Солодь типичная деградированная

Рисунок 3 - отбор растительных образцов

Рисунок 4 - Лабораторные исследования. Определение плотности сложения солоди

Размещено на Allbest.ru