Методы изучения почвообразовательных процессов
Современное развитие почв характеризуется значительным вмешательством антропогенного фактора в почвообразование. Наиболее распространенные виды антропогенных воздействий – распашка и последующее выращивание сельскохозяйственных культур, добыча угля, нефти, цветных металлов, строительных материалов и других полезных ископаемых. Интенсивное сельскохозяйственное использование почв приводит к их деградации. Например, в агрогенных рядах черноземов наблюдаются процессы дегумификации, ухудшение структуры, усиление выноса кальция и другие негативные последствия земледелия. Что касается горнодобывающей промышленности, то при добыче угля или цветных металлов происходит значительное воздействие на ландшафты, которое способно коренным образом изменять почвы вплоть до их полного уничтожения.
Объекты исследования почв сельскохозяйственного использования
В целях выявления воздействия сельскохозяйственного производства на почвы и определения характерных времен протекающих в них почвообразовательных процессов, были рассмотрены результаты исследований В. Д. Мухи (Муха, 2004). Им были проанализированы свойства нескольких зональных целинных и пахотных почв. Объектами являлись ключевые участки, расположенные в ареалах 5 различных почв, интенсивно используемых в земледелии: дерново-подзолистые, светло-серые лесные, черноземы типичные, темно-каштановые слабосолонцеватые и ферраллитные почвы.
Для каждого из ключевых участков были подобраны три опорные площадки, которые отличались по характеру использования: одна площадка располагалась под естественной растительностью, соответствующей природной зоне, другие две – на территории сельскохозяйственных угодий, причем в одном случае ведение хозяйства было традиционным: удобрений вносилось не так много, в другом – пашни отличались высокой культурой земледелия. На окультуренную пашню систематически вносились повышенные дозы органических и минеральных удобрений, а также применялось орошение, известкование и другие мероприятия.
Ключевые участки были выбраны следующим образом (Муха, 2004):
· два ключевых участка в лесной зоне, где были исследованы дерново-подзолистые почвы на различных субстратах (морена и флювиогляциальные пески);
· два ключевых участка в лесостепной зоне - один представлял светло-серую лесную почву, второй - типичный чернозем;
· один ключевой участок в степной зоне с темно-каштановыми слабосолонцеватыми почвами;
· три ключевых участка в зоне влажных тропиков с ферраллитными почвами.
Подробные описания ключевых участков представлены в таблице 1.
С целью выявления трансформаций органического вещества и питательного режима почв под влиянием сельскохозяйственного использования В. Д. Мухой были подобраны результаты различных морфологических, физико-химических, физических, микробиологических, агрохимических, минералогических исследований. В образцах были проведены определения гумуса, общего содержания азота и фосфора, их подвижных форм, а также поглощенных кальция и магния. Полевые определения и модельные опыты проводили в 3 - 4-кратной повторности.
Все проводимые исследования В. Д. Мухи (2004) были основаны на методических руководствах с использованием общепринятых аналитических методов. Из этих материалов для курсовой работы были отобраны сведения, касающиеся изменений морфологических свойств почвы и интенсивности протеканий в ней трансформации органического вещества и биохимических процессов. Перечисленные процессы в большей степени имеют воздействие на темпы почвообразовательных процессов при проведении пахотных работ.
Объекты почвенных исследования в районах влияния горнодобывающей промышленности
При изучении характерных времен почвообразовательных процессов в почвах, испытывающих воздействие горнодобывающей промышленности, были взяты материалы исследований почв, изменившихся под влиянием продуктов окисления сернистых, или сульфидсодержащих, углей. Исследования проводились в Кизеловском (Пермская область) и Подмосковном буроугольных бассейнах в течение 25 лет Географическим факультетом МГУ по инициативе М. А. Глазовской.
Исследования Кизеловского бассейна проводились Е. М. Никифоровой и Н. П. Солнцевой. Анализ аэрофотоматериалов и полевые ландшафтно-геохимические наблюдения в районах угледобычи показали, что площади воздействия техногенных потоков, исходящих от мест расположения угледобывающих производств, часто бывают намного обширнее, чем площади самих отвалов вскрышных пород и карьеров. На территории бассейна проводилось комплексное изучение особенностей геохимических изменений природных объектов с выделением нескольких ведущих типов техногенных потоков – первичных и вторичных. Основными задачами исследований являлись: проведение геохимического анализа вскрышных пород, изучение геохимических свойств вторичных техногенных потоков и выявление пространственной изменчивости геохимии вторичных техногенных потоков. Методика исследований включала: детальное изучение отвалов вскрышных пород; высачивающихся из-под отвалов фильтрационных вод; вертикального разреза техногенного делювия на разном расстоянии от источника загрязнения (Никифорова, Солнцева, 1982).
В исследованиях Н. П. Солнцевой, Н. Е. Рубилиной, М. И. Герасимовой и С. В. Алистратова на территории Подмосковного бассейна было показано изменение морфологических свойств выщелоченных и оподзоленных черноземов под влиянием сернокислых техногенных потоков от отвалов угольных шахт. Изучение почв проводились в непосредственной близости от отвалов, находящихся в южной части Подмосковного угольного бассейна в северной лесостепи, где добыча угля ведется шахтным способом. Основными задачами этой работы были: анализ характерных процессов и общих закономерностей преобразования морфологии выщелоченных черноземов под воздействием техногенных потоков от отвалов сульфидсодержащих пород, анализ пространственных трендов изменений морфологии почв. Основные наблюдения проводились в пределах 1 км от отвалов (Солнцева и др., 1992).
Методы изучения почвообразовательных процессов
В целях изучения и сравнения скоростей почвообразовательных процессов в природных и техногенно-измененных почвах были выбраны два вида антропогенного воздействия:
· Сельскохозяйственное производство – земледелие;
· Горнодобывающая промышленность – добыча угля.
Сравнение производилось по двум группам почв: дерново-подзолистым и черноземам. Данные почвы характеризуются наибольшим задействованием в сельском хозяйстве, а также на их территории располагается большое количество районов угледобычи.
Был произведен анализ исследовательских работ разной направленности, в которых в какой-либо степени отражены особенности трансформации почв под антропогенным воздействием. Материалы исследовательских работ были интерпретированы для выявления таких наблюдений, которые указывают на изменения скоростей почвообразовательных процессов. Описание различий в темпах протекания процессов носят качественный характер, авторские материалы не всегда точно привязаны к каким-либо временным интервалам и, следовательно, сведения, приводимые в курсовой работе, не имеют точных количественных характеристик. Полученные в результате выводы имеют относительный (сравнительный) характер.