Почвенный покров Куршской косы на примере окрестности поселка Лесного

Почвенный покров Куршской косы своеобразен. В пределах национального парка выделяют 5 типов почв, объединенных в 2 группы полно- и неполноразвитых почв, а также подвижные перевеваемые пески, которые лишены растительного покрова. Почвы представлены подзолистыми, болотными и болотно-подзолистыми типами, которые занимают более 65% площади парка; неполноразвитые почвы занимают на 15% площади парка, а 20% приходится на перевеваемые пески. Почвообразующими породами Куршской косы являются эоловые кварцевые пески различного гранулометрического состава. Мощность их различна и колеблется в пределах от 0,5 до десятков метров. Исключение составляет массив бурых лесных почв, сформированных валунными карбонатными суглинками. Подзолистые почвы представлены мелко подзолистыми и поверхностно подзолистыми разностями. Часто встречаются их заторфованные и задернованные варианты. Общая площадь всех болотных почв составляет около 3%. Они сформированы в основании косы и приурочены к низкой подтопляемой и сезонно затопляемой пальве с постоянным избыточным увлажнением. Почвы развиты всех типов болот: верхового, низинного, переходного. Болотные верховые почвы занимают центральную выпуклую часть болота Свиное (Швентлунд) под сосново-березовым редколесьем с болотными кустарниками по сплошному сфагновому покрову [2].

Почвы очень маломощные - до 20 см, содержание гумуса в них очень ничтожно - 0,2-0,3%. Почти на 20% площади Куршской косы почвенный покров не сформирован. На пляжах, и дюнных массивах и многих участках авандюны, практически лишенных растительного покрова, господствуют современные морские и эоловые перевеваемые пески. Пляжевые пески залива и моря - преимущественно средне и мелкозернистые кварцевые пески с примесью акцессорных минералов - граната, амфиболов, глауконита, эпидота и др. [3].

2.1 Морфологическое описание структуры ландшафта Куршской косы

Куршская коса характеризуется значительными площадями грядовых песков со слабо выраженным растительным покровом и отсутствием почв. Призаливная терраса занимает пограничное положение между дюнными массивами и берегом залива и четко выражена на Куршской косе, что связано преимущественно с ее морфометрическими параметрами.

Морфологическая структура ландшафтов Куршской косы обусловлена генетическими и формирующими факторами, основной из которых - эоловый. В направлении море-залив выделены местности: береговая полоса (пляжевая зона), прибрежные дюны (включая авандюну), дефляционно-аккумулятивная равнина (пальве), дюнные гряда, призаливная (лагунная) терраса [5, 7].

Береговая зона моря подвержена влиянию и воздействию разнообразных природно-техногенных факторов и процессов, среди которых очень сложная система прибрежных течений, зависимых от параметров ветра, угла его подхода к линии берега и морфологических особенностей подводного берегового склона. Важное значение имеют процессы донной и береговой абразии, перемещение и аккумуляция осадочного материала, активизирующегося в период штормов и приводящего к существенным деформациям подводного склона и береговой линии [4, 16].

В среднемноголетнем масштабе местоположение береговой зоны Куршской косы определяется по морфолитологическим индикаторам. Ее внешняя граница на калининградском взморье Балтики соответствует мористой границе распространения вдольбереговых штормовых течений. Геоморфологические зоны вытянуты параллельно морскому краю косы и друг другу. На подводном береговом склоне расположена широкая зона валунно-галечного и валунно-глыбового бенча, который образован в результате переработки морем затопленных моренных отложений. Береговой рельеф Куршской косы представлен морским пляжем и защитным
пляжным дюнным валом (авандюной). Состояние авандюны зависит от баланса песчаных наносов (рис. 3). Во время штормов подножие авандюны размывается, при этом штормовая энергия волн гасится, а в периоды между штормами волны и ветер пополняют количество песка на пляже.

Рисунок 3 - Геоморфологические процессы защитного пляжного дюнного вала

В последнее десятилетие наблюдается быстрое сокращение ширины защитного вала вследствие частых штормовых погод и сокращения периода их восстановления. Куршская коса представляет собой косу-пересыпь и продолжает эволюционировать как элемент абразионно-аккумулятивной составляющей [15].

Ряд ученых (А. С.Уманский, М. В.Куркина, В.П.Дедков, 2013) при изучении трансформации компонентов ландшафта Куршской косы - биоты (растительности и микрофлоры) и почвенного покрова, проводили морфологический анализ эталонных почв естественных экосистем [18]. При исследовании авторами было описано морфологическое строения почв и определение актуальной и обменной кислотности. Так, в районе Куршской косы было выполнено несколько почвенных разрезов, представленных в таблицах 2-5. В качестве эталонной почвы выбран почвенный разрез (пальве), характеризующийся минимальным уровнем антропогенной нагрузки (табл. 2).

Таблица 2 - Характеристика почвенного разреза Куршская коса. Пальве [18]

Тип почвы: болотная низинная торфяная глеевая маломощная на морских отложениях. Название фитоценоза: ольс крапивно-подмаренниковый (береза, ольха, крушина, ежевика, малина, смородина, крапива, подмаренник, недотрога, щавель). Грунтовые воды на глубине от 60 см.

В таблице 3 представлена характеристика почвенного разреза Куршской косы с географическими координатами N55є03.222ґ, E020є41.265ґ.

Верхняя часть склона западной экспозиции заросшей дюны представлена фитоценозом сосняк злаково-разнотравный: сосна, мятлик, подмаренник, марьянник, мхи. Тип почвы: дерново-торфяно-среднеподзолистая маломощная песчаная на эоловых глауконитовых песках.

Таблица 3 - Характеристика почвенного разреза Куршской косы (верхняя западная часть склона)

Почвенный разрез нижней части склона восточной экспозиции Куршской косы с географическими координатами N55є03.223ґ и E020є41.476ґ представлен в таблице 4.

Таблица 4 - Характеристика почвенного разреза Куршской косы (нижняя восточная часть склона)

Он расположен в 150 м к северо-востоку от предыдущего разреза у подножья дюны. Название фитоценоза: сосняк мохово-лишайниковый: сосна, мох, лишайник. Тип почвы: торфянисто-поверхностно-подзолистая маломощная песчаная на эоловых глауконитовых песках. Колебания в значениях рН в почвенных разрезах связаны с особенностями процессов образования торфа и с химическим составом почвообразующих пород. В таблице 5 сведены данные по почвенному разрезу средней части восточного склона Куршской косы с географическими координатами N55є03.227ґ и E020є41.435ґ в 70 м к западу от предыдущего. Тип почвы - песчаная неполноразвитая, незакрепленная дюна. Название фитоценоза - сосняк вейниково-булавоносный, представлен: сосной, полынью, злаками (псаммофиты, фиалка).

Таблица 5 - Характеристика почвенного разреза средней части восточного склона Куршской косы

Почва, представленная в таблице 5 находится на начальном этапе почвообразования и по своим свойствам относится к почвообразующей породе - глауконитовым пескам [18].

Таким образом, природные экосистемы Куршской косы отличаются характером почвенного покрова, видовым разнообразием растений и значениями рН почвенной среды. Экосистемы Куршской косы представлены различными типами почв - от песчаных на зарастающих дюнах до болотно-низинных-перегнойно-торфяных на польдерах.

2.2 Химический состав почв Куршской косы

куршская коса почва экосистема

Песчаные отложения авандюны обладают нейтральной реакцией с рН в пределах 7,65. Грунты косы отличаются низкой обменной и гидролитической кислотностью, которые составляют соответственно 0,18 и 0,36 мг-экв/100 г. Почвы содержат значительное количество поглощенных оснований, сумма которых составляет 13,76 мг-экв/100 г. Степень насыщенности основаниями коллоидального комплекса очень высока - достигает 97,5%. Емкость обмена песчаных отложений составляет 14,12 мг-экв/100 г, что является типичным для субстратов легкого гранулометрического состава, насыщенных щелочно-земельными катионами.

Содержание углерода органических веществ в песках авандюны не превышает 0,08%, что в пересчете на гумус составляет 0,14%. Низкая обеспеченность гумусом и физической глиной обусловливает незначительный уровень потенциального плодородия грунтов.

Количество элементов минерального питания в почвах крайне недостаточное. Например, пески авандюны содержат азота легкогидролизуемых органических веществ 0,35 мг/100 г, обменного калия 1,50 мг/100 г, подвижного фосфора 2,03 мг/100 г почвы, что соответствует низкой степени обеспеченности. При дефиците биогенных соединений пищевой режим зеленых насаждений складывается напряженно.

Величина плотного остатка равна 0,024%, а уровень минерализации водной вытяжки не превышает 0,05 г/л, то есть в песках отсутствуют признаки засоления. Концентрация бикарбонатов в растворе почвы составляет 0,24 мг-экв/100 г (или 0,015%). Количество водорастворимого натрия составляет 0,80 мг/л, калия - 1 мг/л или в перерасчете на 100 г субстрата - 0,40 и 0,50 мг соответственно. Содержание щелочных катионов находится в допустимых для жизнедеятельности зеленых насаждений пределах. Однако в песчаных отложениях находится повышенное количество хлоридов (0,74 мг-экв/100 г или 0,026%), что негативно влияет на рост и развитие растений. Содержание сульфатов в грунтах не превышает 0,004%, а их концентрация в водной вытяжке составляет 8 мг/л. Такие количества сульфат-ионов не превышают предельно допустимые концентрации.

Таким образом, химический состав почв Куршской косы соответствует экологически безопасному уровню [17].

3. Современное состояние экосистемы Куршской косы

3.1 Антропогенный фактор, воздействующий на состояние экосистемы

Современное состояние экосистем Куршской косы является результатом сложного и длительного взаимодействия природы и человека, поэтому здесь присутствуют как природные, так и антропогенные, которые отрицательно влияют дюнные экосистемы. К числу природных факторов относятся:

- возрастание циклонической активности и усиление штормовой деятельности и темпов размыва берегов;

- снижение высоты дюнных массивов за счет перевеивания песка и выноса его в Куршский залив;

- дефицит запасов песка на подводных береговых склонах Куршской косы;

- неравномерная антропогенная нагрузка на дюнные ландшафты;

- поднятие уровня грунтовых вод и подтопление пониженных участков косы;

- отсутствие развитой инфраструктуры поселков.

К негативным антропогенным факторам воздействия деятельности человека на экосистему Куршской косы, приводящим к ухудшению экологической обстановки, являются следующие:

- загрязнение вод моря и Куршского залива посредством водного транспорта;

- интенсификация рыболовства;

- добыча стройматериалов;

- поступление загрязняющих веществ с речными стоками вод от населенных пунктов;

- загрязнение пляжевой зоны.

Особенно актуальной в последние годы является проблема нефтяного загрязнения береговой зоны Балтийского моря. При этом отмечены два основных типа загрязнения: залповые и повторяющиеся систематически. Они обусловлены катастрофами судов, транспортирующих нефтепродукты или же работающих на мазуте и теряющих его в результате крушения судов.

Нефтепродукты поступают на морское побережье Калининградской области при западных ветрах со стороны Гданьского залива, где функционируют Гданьский нефтетерминал и танкерная стоянка, а при северных ветрах - со стороны Литвы, где располагаются нефтетерминал Бутинга и танкерная операционная база города Клайпеды.

Наиболее существенным видом загрязнения для Куршского залива является поступление отходов жизнедеятельности человека с коммунально-бытовыми стоками, включая сточные воды различных предприятий. В Куршский залив с водами Немана попадает большое количество тяжелых металлов и ядовитых веществ целлюлозно-бумажной промышленности, среди которых наиболее опасными являются нефтепродукты и фенолы.

Загрязняющие вещества, накапливаясь в водоемах, ухудшают рыбохозяйственные и санитарные показатели воды, наносят ущерб рыбному хозяйству. Стоки увеличивают содержание в воде залива азота и фосфора и, соответственно, способствуют сезонному цветению вод залива в теплый период года. Обильное развитие синезеленых водорослей достигает пиков в конце июля - августе и сопровождается замором рыбы, сильным неприятным запахом, снижающим привлекательность водоема и прибрежных территорий для отдыхающих.

Ускоренный деятельностью человека многолетний естественный процесс загрязнения постепенно меняет облик экосистемы залива и приводит к исчезновению одних видов организмов и появлению других, более приспособленных к меняющимся условиям.

Еще одна связанная с человеком опасность для экологической ситуации в лесах, которыми покрыто более 70% процентов территории Куршской косы, - возникновение пожаров, особенно в засушливый период, что обычно совпадает с активным посещением национального парка отдыхающими. Главной причиной возникновения пожаров является несоблюдение мер пожарной безопасности.

Наиболее пожароопасны молодые сосняки сосны горной, произрастающие на дюнах.

К негативным последствиям для природы и экосистемы в целом Куршской косы являются: вытаптывание отдыхающими растительности, уплотнение почвы, повреждение деревьев и кустарников, замусоривание, появление в лесу и в теле авандюны в районе объектов рекреации и туризма густой сети тропинок. Возрастает количество въезжающего на косу автотранспорта, что приводит к росту числа нарушений скоростного режима, являющегося учащением случаев гибели на дорогах животных - ежей, лис, косуль, кабанов, лосей.

В конечном счете, рекреация является следствием ослабления природных комплексов косы, снижает их эстетическую и природную ценность.

Увеличение потока отдыхающих становится большой проблемой и для поселка Лесной:

- существующие системы бытовых коммуникаций не справляются с расширением рекреационной сферы и жилого сектора. В населенном пункте часто случаются перебои с подачей электроэнергии, отсутствует система сбора и вывоза твердых бытовых отходов, эффективно работающее централизованное водоснабжение и водоотведение [10].

Таким образом, к угрожающим факторам воздействия на экосистему Куршской косы относятся следующие:

- нарушенность естественных литодинамических процессов в береговой зоне, разрушение берегов корневой части косы, размыв пляжа и берегового защитного вала (авандюны);

- ветровалы.

- постоянное неблагоприятное воздействие автотранспортной магистрали Зеленоградск-Клайпеда;

- несоблюдение режима заповедной и особо охраняемой зон;

- чрезмерная рекреационная нагрузка;

- химическое и шумовое загрязнение среды, массовая гибель животных);

- загрязнение территории бытовыми отходами;

- хозяйственная деятельность, расширение зон застройки;

- эвтрофикация вод Куршской лагуны [8].

3.2 Рациональное использование почв

Под рациональным использованием земель подразумевают обеспечение всеми землепользователями в процессе производства максимального эффекта для осуществления целей землепользования. При этом обязательным условием является охрана земель и оптимальное взаимодействие землепользователей с природными факторами [13].

Таким образом, рациональное использование почв Куршской косы заключается в таком использовании, которое не будет причинять вреда земле как природному объекту, в соответствии с целевым назначением и с оптимальной организацией территории.

Сложность земельных отношений заключается в том, что положение земли в сельском хозяйстве двойственно: с одной стороны, земля - это основное средство производства, которое должно интенсивно использоваться, а с другой стороны - земля является природной составляющей, ресурс которой следует расходовать бережно. Таким образом, рациональное использование земли включает экологическую и экономическую составляющие и должно быть экологически безопасным и экономически эффективным.

Для применения на практике норм, обеспечивающих рациональное использование земельного фонда, требуется установление критериев рациональности землепользования и установление требований к использованию земли, выполнение которых приведет непосредственно к рациональному землепользованию.

Критерии для определения рациональности использования земель землепользователями, установлены постановлениями Правительства Российской Федерации. К таким относятся критерии значительного снижения плодородия земель, критерии существенного ухудшения экологической обстановки. Если участок земли используется с нарушением требований рационального использования земель, о чем свидетельствуют критерии ухудшения экологической обстановки и критерии снижения плодородия, он может быть изъят в соответствии с существующими законодательными документами.

В нашей стране законодательно закреплены критерии нерационального использования земель сельскохозяйственного назначения, но упущены правила рационального землепользования, которые могли бы регламентировать деятельность владельцев земельных участков, что позволило бы использовать земли сельскохозяйственного назначения одновременно экологически безопасно и экономически эффективно [13].

Земельный кодекс Российской Федерации законодательно закрепил требования по рациональному использованию земель, в соответствии с которыми владельцы земельных участков обязаны:

- использовать земельные участки в соответствии с их целевым назначением и разрешенным использованием способами, не наносящими вред окружающей среде;

- проводить мероприятия по сохранению почв и их плодородия;

- осуществлять мероприятия по охране земель, водных объектов, лесов и других природных ресурсов, включая меры пожарной безопасности;

- не допускать захламление, деградацию, загрязнение и ухудшение плодородия почв;

- осуществлять мероприятия по восстановлению плодородия почв, рекультивации нарушенных земель, своевременному вовлечению земель в оборот.

Анализ понятий целевого использования земель и рационального использования земель необходим для полного раскрытия через них такого термина, как надлежащее использование земель, которое включает в себя эти положения.

Надлежащее использование земель представляет собой использование земельных участков в соответствии с нормами действующего законодательства и включает в себя следующее:

- использование земельного участка в соответствии с его целевым назначением;

- постоянное использование земли без длительных временных перерывов, не допуская деградации;

- соблюдение правил рационального использования земли;

- использование способами, не приводящими к существенному снижению плодородия сельскохозяйственных земель или ухудшению экологической обстановки [13].

Термин надлежащего (или ненадлежащего) использования земель используется в правовых законодательных актах. Согласно земельного законодательства определение надлежащего использования земельного участка сельскохозяйственного назначения представляет собой «непрерывное целевое использование земельного участка с соблюдением правил рационального использования земли способами, которые не приводят к существенному снижению плодородия земель или значительному ухудшению экологической обстановки» [13].

3.3 Агропроизводственная группировка почв

Агропроизводственная группировка почв представляет собой объединение почв, близких по агроэкологическим, генетическим условиям и агрономическим свойствам, в группы, которые характеризуются одинаковой возможностью сельскохозяйственного использования и однотипным характером мероприятий по улучшению свойств. Агропроизводственная группировка должна выявлять сравнительные возможности использования различных почв в составе разных угодий и севооборотов, ориентировать землепользователей в отношении дифференцирования агротехники, применения удобрений, вовлечения сенокосов и пастбищ, проведения мелиоративных мероприятий для осуществления правильной системы землепользования и земледелия применительно к определенным почвенным условиям и специализации хозяйства.

Основные критерии для объединения почв в агропроизводственные группы следующие:

- генетическая близость почв, выраженная в таком сходстве: морфологического строения почвенного профиля, особенно верхних почвенных горизонтов; почвообразующих пород и механического состава почв; основных физических свойств почв, их воздушного, водного и теплого режимов;

- уровень плодородия и питательный режим почв (содержание элементов питания, реакция среды, уровень гумусированности и др.).

- потребность в мелиорации (уровень залегания грунтовых вод, реакция среды, степень заболоченности, степень засоления и др.);

- отношение почв к обработке (физико-механические свойства почв, особенности углубления пахотного слоя, сроки спелости и др.);

- содержание в почве вредных для растений веществ в токсичных концентрациях (водорастворимые соли, тяжелые металлы, радионуклиды и т.д.);

- показатели степени эродированности;

- рельеф, в условиях которого расположены почвы;

- баллы бонитета;

- степень однородности почвенных контуров, их конфигурация, величина, структура почвенного покрова (агрономически однородные и агрономически неоднородные совместимые почвы) [1].

Учитывают и другие особенности почв, оказывающие влияние на их агропроизводственные характеристики.

Приводят полную характеристику описанных выше агропроизводственных групп. При этом указывают, какие из агропроизводственных групп в конкретном хозяйстве относятся к лучшим, хорошим, средним, ниже среднего качества и к худшим по показателям их плодородия и свойствам [1].

Различают 14 агропроизводственных групп (Кауричев, 1989).

Почвы национального парка Каширской косы следует отнести к XII агропроизводственной группе, в которой объединены почвы занятые лесами и кустарниками почвозащитного и водоохранного значения: светло-серые и серые лесные оподзоленные, луговые (обычные) и карбонатные, луговые оподзоленные, лугово-болотные перегнойные, солоди лугово-болотные, аллювиальные лугово-болотные перегнойные, комплексы аллювиальных луговых с аллювиальными болотными перегнойными. Согласно этой группировке рекомендуется: лесные массивы на территории парка нужно беречь от пожаров, своевременно проводить санитарные рубки, регламентировать выпас скота.

3.4 Мероприятия по воспроизводству почв

Относительно постоянный поток, текущий в пределах одного и того же русла, что является показательным фактором для погодно-климатических условий и рельефа Куршской косы, может выносить тонкие частицы из верхнего слоя почв, особенно лишенных растительного покрова, что в естественных почвах бывает редко. Выдувание тонкодисперсных частиц из верхнего слоя почвы - это явление распространено преимущественно в аридных регионах. Оно может происходить и при пересыхании поверхности незакрепленных почв, лишенных растительного покрова. В этом случае верхний слой почвы относительно обогащается более крупными частицами.

Ярким примером этому служат барханные пески. В течение одного лета после сведения на песчаных буграх растений можно получить более легкие по гранулометрическому составу барханные пески. Аналогично ведут себя и приморские дюны.

На дюнах вырубка леса способствует их движению, они засыпают другие деревья, из них выносятся тонкодисперсные частицы. Движущиеся пески хорошо известны на Куршской косе.

При отложении наносов дифференциация создавшегося профиля может быть самой разной. Так, например, легкие отложения могут быть вверху, в середине или в основании профиля, при этом может встречаться контрастная слоистость - глина-песок. При изменении какого-нибудь слоя под воздействием выдувания или других факторов гранулометрический состав между слоями изменяется постепенно, если в этом случае отсутствует перемешивание почвы.

Слоистые отложения образуются при отложении пирокластических пород (пеплов). При отложении пеплов существенное значение имеют два процесса: дифференциация пепла при удалении его от вулкана, когда около вулкана в общем виде выпадают шлак, мелкие и крупные частицы, а дальше от вулкана залегают мощные пеплы, содержащие крупные частицы. При удалении от вулкана пеплы делаются более дисперсными, а их отложения более тонкими [6].

Таким образом, лесомелиоративные и организационно-технические мероприятия на авандюнах имеют важное значение для сохранения существующего морфологического облика песчано-дюнного вала и прилегающей к нему территории.

С целью контроля и снижения негативного воздействия на Куршской косе, сотрудниками национального парка «Куршская коса», ежегодно проводится рекреационный мониторинг. Зоны туризма и рекреации строго ограничены функциональным зонированием и обустроены инфраструктурой, снижающей негативное воздействие, за соблюдением режима охранных территорий следят государственные учреждения охраны национального парка.