ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2012, № 2, с. 59-67
ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ И ГЕОЭКОЛОГИЯ =
УДК 631.4
РЕАКЦИЯ СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ НА ЗЕМЛЕДЕЛЬЧЕСКОЕ ОСВОЕНИЕ В РАЗНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ*
© 2012 г. Ю. Г. Чендев
Белгородский государственный национальный исследовательский университет Поступила в редакцию 06. 04 2010 г.
Изучение агрохронорядов автоморфных серых лесных почв на территории Центральной лесостепи Русской равнины (Белгородская и Тульская обл.) и северо-востока центральных равнин США (штат Айова) показало трендовую направленность трансформации данных почв в черноземы. Общей закономерностью для трех исследованных районов выступает наращивание мощности гумусовых профилей в процесс их распашки.
Введение. Вопросы, посвященные антропогенной эволюции серых лесных почв, обсуждаются более 100 лет [3, 7, 10, 14, 17, 18, 24, 25, 27, 29-33, 37 и др.]. Выявлена проградация серых лесных почв лесостепи в черноземы в результате смены лесной растительности на лугово-разнотравную (при создании выгонов и сенокосов) [7, 30, 32 и др.], а также в процессе длительного чередования угодий: лес, луг, пашня [3, 4]. Однако вопрос о возможности трансформации серых лесостепных почв в черноземы под влиянием непрерывной распашки рассматривается более осторожно. В большинстве работ отмечается лишь сближение свойств данных почв с черноземами при сохранении их природного статуса [8, 10, 12, 17, 2426, 28 и др.]. В работах ряда авторов содержатся сведения о том, что длительное экстенсивное использование пахотных серых лесостепных почв приводит к однонаправленной деградации их свойств [18, 32, 33 и др.].
Также существует точка зрения о зональной стабильности "термического портрета" пахотных серых лесных почв [14] и вытекающий из этого вывод о большей устойчивости в их профилях естественных типоморфных признаков по сравнению с пахотными зональными почвами более северных и более южных территорий.
Таким образом, проблема агротехногенной трансформации во времени серых лесных почв в работах разных авторов трактуется неоднозначно.
* Работа выполнена при поддержке Программы Фулбрайта, грантов РФФИ (проект 9-05-97513-р_центр_а) и Белгородского государственного университета (проект ВКГ 048-09).
Поэтому необходимо проведение дополнительных исследований. Рассматриваемая проблема может решаться путем сопряженного анализа эффектов антропогенной эволюции серых лесных почв на территории значительно удаленных друг от друга регионов лесостепи.
Цель работы - сравнительный анализ направленности и интенсивности изменений неэродиро-ванных пахотных серых лесных почв богарного освоения в лесостепных регионах Евразии и Северной Америки, характеризующихся различными климатическими условиями.
Поставленная цель предполагала решение следующих задач:
- сравнить условия и факторы почвообразования в пределах исследуемых регионов (штат Айова США, Белгородская и Тульская области России);
- выявить закономерности изменения во времени пахотных серых лесных почв в пределах указанных регионов;
- установить черты сходства и различия в характере агротехногенной эволюции пахотных серых лесных почв на территории лесостепи центра Восточной Европы и северо-востока центральных равнин США.
Объекты и методы исследования. Исследования проводились в трех регионах: на юге и севере Центральной лесостепи (участки, расположенные на территории Белгородской и Тульской областей), а также в пределах переходной полосы "прерии - широколиственные леса" на северо-востоке центральных равнин США (штат Айова).
Как известно, в отечественном почвоведении серые лесные почвы считаются зональным почвенным типом. Их географические эквиваленты на территории США в рамках существующей американской классификации относятся к почвенному порядку альфисолей. В России исследования проводились в пределах ареалов темно-серых лесных почв, а на территории США детально исследовался подтип серой лесной поверхност-но-глееватой почвы (почвенная серия Fayette, таксономический класс типичных гаплудальфов). Исследования проводились на ровных водоразделах или очень пологих водораздельных склонах с крутизной поверхности менее 2°, исключающих существенное проявление во времени поверхностной эрозии почв. Почвообразующими породами в обоих случаях являются тяжелые лессовидные суглинки и глины.
Условия естественного формирования серых лесных почв в пределах трех рассматриваемых регионов характеризуются чертами сходства и различия.
Черты сходства: единый тренд позднеголоце-новой эволюции природной среды, заключавшийся в увлажнении климата, экспансии лесов на степи, формировании серых лесных почв из черноземов на участках, занятых лесами [6, 35, 40, 46, 50, 51]; одинаковый генезис и литологичес-кий состав почвообразующих пород (лессовидные суглинки и глины) [4, 11, 47]; идентичный рельеф (возвышенности с абсолютными высотами 200-270 м, наличие густого долинно-балочного расчленения) [13, 43], аналогичные комбинации естественных типов растительности и почв (мозаика дубово-широколиственных лесов на серых лесных почвах (альфисолях) и луговых степей на черноземах (моллисолях)) [22, 34, 35, 44, 51].
Черты отличия: большая выщелоченность почв лесных территорий Айовы по сравнению с их природными аналогами на территории Центральной лесостепи Русской равнины [4, 11, 48, 50]; различия в климатических условиях формирования серых лесных почв, отраженные в табл. 1.
В пределах рассматриваемых регионов почвенный покров, включая серые лесные почвы, на протяжении последних столетий непрерывно осваивается на больших площадях, причем основные тенденции развития сельского хозяйства на территории Центральной лесостепи и северо-востока Центральных равнин США близки - за весь период сельскохозяйственного освоения преобладало производство продукции растениеводства, что отразилось на высокой степени распаханно-сти почвенного покрова (60% от общей площади) и возникновении близкого комплекса негативных явлений, обусловленных деградацией гумусного состояния почв и развитием почвенной эрозии [9, 36, 39, 41].
Распашка серых лесных почв на территории Центральной лесостепи Русской равнины до 1930-х гг. производилась сохой или плугом при помощи тягловой силы животных, а затем началась механизированная плужная обработка отвальным способом [5, 20, 21 и др.]. На территории Айовы в течение всего периода земледельческого освоения распашка почв производилась с помощью плуга отвальным способом [39, 41 и др.].
Исследованные в европейской части России серые лесостепные почвы на протяжении всего периода освоения характеризовались экстенсивным сельскохозяйственным использованием при ежегодных дозах внесения навоза менее 6 т/га (до 1930-х гг. почвы вообще не удобрялись; анализ исторических смен приемов агротехники на тер-
Таблица 1. Климатические показатели исследуемых регионов лесостепи
Регион Показатели
годовое количество осадков, мм температура, °С продолжительность периода вегетации, дней гидротермический коэффициент
годовая января июля
Центр европейская часть России Тульская область (северная лесостепь) 500 +4 -10 +19 140 1.25
Белгородская область (южная лесостепь) 550 +7 -8 +20 160 1.08
Штат Айова, США Округ Джонсон 900 +10 -8 +24 190 1.55
ритории Центральной лесостепи содержится в работах [10, 11, 18, 35, 36]). В округе Джонсон (Айова, США) почвенный покров также экстенсивно осваивался. С 1850 по 1920 г. заметного увеличения урожайности сельскохозяйственных культур не происходило из-за недостаточно высокого уровня агротехники и, в частности, незначительных доз внесения удобрений [41, 42]. Об истощении пахотных почв и необходимости ежегодного внесения на 1 га пашни не менее 20 т навоза указывалось в отчете первой почвенной съемки округа [49]. Современная урожайность кукурузы и овса превышает показатели 18801921 гг. в 2-3 раза [45, 50]. Позитивные сдвиги произошли в результате большего внесения в почвы удобрений (главным образом, минеральных). Однако проблема окультуривания пахотных почв сохраняется в связи с нерешенностью ряда вопросов фермерского землевладения.
В ходе исследований был использован широкий комплекс методов, наиболее важным из которых является метод почвенных агрохронорядов. Данный метод основан на сравнительном анализе строения и свойств почвенных профилей на фоновых угодьях с естественной растительностью (0-момент агротехногенного почвообразования) и на пашнях, возникших в разное время. Важное условие выбора участков - идентичность рельефа, почвообразующих пород, а также классификационного статуса естественных почв в пространстве исследуемых почвенных агрохро-норядов. Предпочтение отдавалось территориям с компактным размещением угодий с разновозрастными пашнями рядом с сохранившимися фрагментами коренных дубово-широколиственных лесов. Источниками для определения указанных участков и пашен разных сроков освоения выступали разновременные крупномасштабные картографические материалы, а также данные дистанционного зондирования (последние наряду с разновременными картами [39, 42] были использованы для идентификации ключевого участка в США (ортофотопланы высокого разрешения 1938, 1950, 1963, 1972, 1980, 1990, 2007 гг. [43])). Для выявления ключевых участков на территории России главными картографическими источниками были планы-атласы уездов Генерального межевания масштаба 1:84 000, планы дач Генерального (1780 - начало 1800-х гг.) и Специального (1860-1880 гг.) межеваний земель Российской империи масштаба 1:8 400 (фондовые материалы Центрального государственного архива древних актов, Москва), Специальная карта Европейской России, составленная в 1865-1883 гг., масштаба 1: 420 000, Военно-топографическая карта Кур-
ской губернии 1864 г. масштаба 1: 126 000, а также топографические карты 1950-х гг. масштаба 1:10 000. Дополнительно привлекались литературные сведения с картами-реконструкциями лесной растительности в разные исторические периоды, а также с географическим описанием некоторых исследуемых территорий по состоянию на конец XIX - начало XX вв.
В Белгородской области было исследовано 3 ключевых участка: "Верхн
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.