Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1010-pochvovedenie-2013-7

.pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
08.06.2020
Размер:
5 Mб
Скачать

ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2013, № 7, с. 771–777

ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ

УДК 631.4

КЛИМАТ И ЗАСОЛЕННОСТЬ ПОЧВ ПУСТЫНЬ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ*

© 2013 г. Е. И. Панкова1, М. В. Конюшкова1, 2

1Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7 2Евразийский центр по продовольственной безопасности МГУ им. М.В. Ломоносова, 119991, Ленинские горы

e(mail: mkon@inbox.ru

Поступила в редакцию 02.05.2012 г.

На основе сопоставления климатических показателей и материалов, характеризующих засолен) ность почв пустынь Центральной Азии в пределах регионов Средней Азии (Туранская равнина), Монголии (пустыни Гоби) и Китая (пустыни Джунгарской и Таримской котловин), установлено влияние современного климата на засоленность почв азиатских пустынь. Современный климат пу) стынь рассмотренных регионов достаточно сильно различается по ряду показателей: аридности, континентальности, количеству и режиму осадков. Показано, что прямой связи между аридностью климата и площадями распространения засоленных почв в пределах рассматриваемого региона не наблюдается. В автоморфных ландшафтах азиатских пустынь засоление почв (степень, химизм за) соления и распределение засоленных почв) связано, в первую очередь, не с климатом, а с историей формирования территорий, в частности, с наличием и свойствами соленосных пород, а также с эо) ловой миграцией засоленного материала. Недостаток влаги в современных условиях определяет лишь сохранение солевых запасов на месте их формирования. Особенности климата (режим выпа) дения осадков) влияют на перераспределение солей в профиле автоморфных засоленных почв. Уве) личение континентальности климата обуславливает снижение интенсивности выветривания и пер) вичного соленакопления. Иная ситуация наблюдается в почвах гидроморфных ландшафтов пу) стынь, в которых такие показатели, как степень засоления поверхностных горизонтов, распределение солей по профилю почв и площадь распространения засоленных почв напрямую связаны с современными климатическими условиями.

Ключевые слова: глобальные изменения, климат, засоление почв.

DOI: 10.7868/S0032180X13070071

ВВЕДЕНИЕ

В связи с широко обсуждаемой в настоящее время проблемой аридизации климата [6, 22, 25, 32] остро встает вопрос о его влиянии на свойства почв аридных территорий и, в первую очередь, на их засоленность [23, 24, 26, 28].

Засоленные почвы – обязательный элемент ландшафтов аридных территорий. Однако не все аридные территории в одинаковой степени под) вержены засолению. Они различаются как по проценту участия засоленных почв, так и по осо) бенностям засоления (степени, химизму засоле) ния, солевому профилю). По данным Лобовой и Хабарова [10], аридные территории составляют около 35% площади суши. По данным ФАО) ЮНЕСКО площадь засоленных почв Земли до) стигает 950 млн. га [29]. Процент участия засолен) ных почв аридных регионов разных континентов колеблется от 3 до 60% и в среднем составляет 22%.

*Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты № 06)04)39022)ГФЕН, 10)04)00394, 13)04)00107).

Наименьшую площадь в пределах аридных терри) торий засоленные почвы занимают в Северной Америке и Африке, а наибольшую – в Австралии (табл. 1). Сабольч, анализируя сведения о площа) дях распространения засоленных почв Земли, подчеркивал, что цифры, приведенные в матери) алах ЮНЕСКО, следует рассматривать как сугубо ориентировочные, так как многие регионы Земли до сих пор не имеют достоверных сведений о за) соленных почвах [29]. Кроме того, при оценке за) соления почв часто используются разные крите) рии оценки засоления, что также мешает получе) нию точных сведений о площадях засоленных почв [16]. И, тем не менее, приведенные данные показывают, что засоленность почв в различных регионах аридных территорий Земли существен) но различается как по площади распространения, так и характеру засоления.

В чем причины этих различий, как они связа) ны с современным климатом, в частности с арид) ностью и континентальностью и как в результате изменения климата будет изменяться засоление

771

772

ПАНКОВА, КОНЮШКОВА

 

Таблица 1. Общая площадь засоленных почв и их доля от площади аридных территорий

 

 

 

 

 

Площадь аридных

Площадь засоленных почв

Доля участия засоленных

 

территорий (по [10])

 

(по [29])

Континент

 

почв, % от площади

 

 

 

 

 

 

 

аридных территорий

 

тыс. км2

 

 

 

 

 

 

Евразия

17992

 

3687.5

20.5

Африка

14654.1

 

805.4

5.5

Северная Америка

5771.6

 

177.0

3.1

Южная Америка

3673.4

 

1291.6

35.0

Австралия

6250 (по [24])

 

3575.7*

57.1

Итого

45395.7

 

9537.2

22.0

 

 

 

 

 

* Приведена площадь засоленных почв Австралии, включая острова Океании.

почв? Этот вопрос пока нельзя считать решен) ным.

В данной статье сделана попытка ответить на этот вопрос, опираясь на материалы, полученные на основе сопоставления засоления почв пустын) ных территорий Средней Азии (пустыни Караку) мы, Кызылкумы, древние останцовые поверхно) сти и территории подгорных равнин), Монголии (пустыни Гоби) и Китая (Синьцзян)Уйгурского АО, пустыни Джунгарской и Таримской котло) вин). В анализ включены материалы по есте) ственным (ненарушенным) ландшафтам. Про) блема проявления вторичного засоления, связан) ного с орошением, была рассмотрена ранее [27] и в данной статье не анализируется.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Засоление почв пустынь Монголии было пред) метом наших многолетних исследований в пери) од работ Советско)Монгольской биологической комплексной экспедиции (1977–1991 гг.) [12–14, 17]. Работы в пустынях Средней Азии проводи) лись нами в 1960–1990)х гг. [12, 15]. Пустыни Синьцзяна были подробно изучены в ходе совет) ско)китайской экспедиции конца 1950)х гг. [7, 11, 18], а также в ходе наших исследований 2006– 2008 гг. Материалы этих исследований и были по) ложены в основу данной статьи.

Для географического отображения индекса аридности использовалась карта, составленная Консорциумом по пространственной информа) ции Консультативной группы международных сельскохозяйственных исследований (CGIAR) CSI) [30]. Индекс аридности рассчитывался как частное от деления среднегодовых осадков на среднегодовую испаряемость за период 1950– 2000 гг. Более подробно методика расчета индек) са аридности описана на сайте CGIAR)CSI по ссылке: http://csi.cgiar.org/Aridity/Global_ Aridity_PET_Methodolgy.asp [30].

Для характеристики климата изучаемой терри) тории использовались также методы оценки аридности и континентальности, принятые в

СССР и подробно рассмотренные Панковой [12]. В монографии “Пустыни” [20] засушливые террито) рии предлагается делить на четыре категории по сум) ме годовых осадков: 1) экстрааридные (количество осадков менее 100 мм); 2) аридные (100–200 мм); 3) полуаридные (200–400 мм); 4) недостаточного увлажнения (400–800 мм). Иванов [4] оценивает аридность климата по коэффициенту увлажнения (КУ), то есть по соотношению осадков и испаря) емости (КУ = ОС/Ео). Согласно этому показате) лю, к собственно пустыням относятся террито) рии с КУ менее 0.12, в полупустынях КУ состав) ляет 0.12–0.22. В 1977 г. Лобова с соавт. [9] предложили оценивать аридность климата по ко) эффициенту аридности, который учитывает годо) вую сумму атмосферных осадков и сумму средне) месячных температур теплого периода. Согласно этому показателю, аридные территории делятся на крайнеаридные (коэффициент аридности меньше 0.15); сильноаридные (0.15–0.30); соб) ственно аридные (0.30–0.5). Существуют и другие подходы к определению аридности климата. Бу) дыко [1] предложил оценивать климат по индексу сухости. Приведенные факты свидетельствуют о том, что на сегодня нет общепринятого единого определения понятия “аридность климата”. По) этому для характеристики аридности климата ис) пользовались разные подходы (рис. 1, табл. 2).

Континентальность климата изучаемых пу) стынь оценивалась по коэффициенту континен) тальности Иванова [4], учитывающему амплитуду годовых температур и широту местности.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

К л и м а т п у с т ы н ь с у б б о р е а л ь н о г о п о я с а А з и и. Пустыни изучаемых регионов от) носятся к единому суббореальному поясу пустынь Евроазиатского континента, но к двум различным

ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 7 2013

КЛИМАТ И ЗАСОЛЕННОСТЬ ПОЧВ ПУСТЫНЬ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ

773

N

0.20 и более

 

0.18

 

 

 

 

 

 

 

 

0.16

 

 

 

 

 

 

 

 

0.14

 

 

 

 

 

 

 

 

0.12

 

 

 

 

0.10

 

 

 

 

0.08

 

 

 

 

0.06

 

 

 

 

0.04

 

 

 

500 км

0.02

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

Рис. 1. Индекс аридности в пределах аридной зоны Центральной Азии и сопредельных территорий (по [30]).

фациям:

умеренно)континентальной

Туранской

нях Таримской котловины от 900 до 1200 м, в пу)

фации (Средняя Азия) и Центральноазиатской экс)

стынях Гоби Монголии – в среднем более 1000 м.

траконтинентальной фации (Синьцзян и Монго)

Характеристика современных климатических

лия) [8]. Рассматриваемый регион расположен, при)

особенностей пустынь Монголии, северо)запада

мерно, в пределах 36°–43° N и 54°–67° E в Средней

Китая и стран Средней Азии свидетельствует о

°

°

°

°

 

 

том, что изучаемые регионы различаются по ряду

Азии, 36

–46 N и 75 –92 E в Синьцзян)Уйгур)

климатических показателей (табл. 2). Наиболь)

 

°

°

°

°

E в Монго)

ском АО КНР, 42

–45

N и 92 –112

 

шей аридностью и наименьшим количеством

лии. Высотные отметки над уровнем моря в сред)

осадков характеризуются крайнеаридные пусты)

неазиатских пустынях составляют в среднем око)

ни юга Монголии и юга Синьцзяна (рис. 1). Наи)

ло 200 м (100–400 м), в пустынях Джунгарской

менее континентальный и наименее аридный

котловины – от 200 до 700 м над ур. моря, в пусты)

климат характерен для Средней Азии. Пустыни

Таблица 2. Характеристика климата Центральноазиатской (Синьцзян)Уйгурский автономный район КНР и Монголия) и Среднеазиатской (Узбекистан) фаций

 

Температура воздуха, °С

 

Осадки, мм

 

Радиацион)

 

Испаряе)

 

Коэффициент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ный баланс,

 

мость за

 

 

 

 

 

 

средняя

 

 

 

средняя

 

сумма

 

 

 

континен)

 

 

Пустыни

 

 

 

 

 

 

 

год

 

 

 

средне)

 

>10°С

 

 

 

ккал/см2

 

 

 

аридности

 

 

 

 

 

 

сумма за

 

июнь–

 

 

(по [3]),

 

тальности

 

 

годовая

января

 

июля

 

 

 

 

в год

 

 

 

(по [9])***

 

 

 

 

 

год

 

август

 

 

мм*

 

(по [4])**

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Монголия

 

 

 

 

 

 

 

 

Северные

 

–18.7

 

+23.1

 

2763

 

112

 

78

 

39

 

707

 

281

 

0.29

+3

 

 

 

 

 

 

 

 

Настоящие

+4

–18.2

 

+24.0

 

2996

 

90

 

77

 

42

 

761

 

303

 

0.24

Крайнеарид)

+8

–17.0

 

+28.0

 

3648

 

43

 

31

 

48

 

911

 

309

 

0.11

ные (южные)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Синьцзян)Уйгурский АО КНР

 

 

 

 

 

 

Северные

 

–19.4

 

+24.7

 

3340

 

206

 

58

 

Не опр

 

769

 

302

 

0.22

+5.9

 

 

 

 

 

 

 

 

(Джунгарская

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

котловина)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Крайнеарид)

+11.6

–5.6

 

+25.0

 

4304

 

38

 

17

 

»

 

991

 

250

 

0.04

ные (южные)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Таримская

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

котловина)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Средняя Азия

 

 

 

 

 

 

 

 

Северные

 

–11.6

 

+27.0

 

3710

 

122

 

23

 

48.7

 

925

 

260

 

0.30

+8.6

 

 

 

 

 

 

 

 

Южные (юж)

+15.1

–0.6

 

+29.6

 

5150

 

125

 

2

 

63.1

 

1257

 

229

 

0.30

но)туранские)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*0.72 + 0.23 * (Σt > 10°С).

**А × 100/(0.33lat), где А – годовая амплитуда температур, lat – широта местности.

***Pr/(5.12ΣtIV–X + 306), где Pr – годовое количество осадков, мм; ΣtIV–X – сумма среднемесячных температур за апрель– октябрь, °С.

ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 7 2013

774

ПАНКОВА, КОНЮШКОВА

N

200 км

1

2

3

4

5

6

Рис. 2. Карта распространения засоленных почв в Средней Азии (по [15]). Условные обозначения: 1 – солончаки; 2, 3 – почвы, засоленные в верхнем метре: 2 – >50% от площади контура, 3 – 20–50% от площади контура; 4, 5 – почвы, за) соленные в слое 100–200 см: 4 – >50% от площади контура, 5 – <50% от площади контура; 6 – почвы, засоленные глуб) же 200 см.

севера Синьцзяна и Монголии занимают проме) жуточное положение. Таким образом, климатиче) ские показатели пустынь рассматриваемых реги) онов достаточно сильно различаются. Казалось бы, с точки зрения аридности климата, засолен) ность почв должна проявляться в гораздо боль) шей степени в южных пустынях Монголии и Синьцзяна по сравнению со среднеазиатскими менее аридными и менее континентальными пу) стынями. Однако в реальности это не так.

Рассмотрим особенности засоленности почв пустынь Центральной Азии.

З а с о л е н н о с т ь п о ч в а в т о м о р ф н ы х л а н д ш а ф т о в Ц е н т р а л ь н о й А з и и. Поч) вы автоморфных ландшафтов среднеазиатской фации в основном представлены серо)бурыми, пустынными песчаными почвами, а также такы) рами и такыровидными почвами. Наряду с выше) перечисленными почвами, в Монголии и Синьц) зян)Уйгурском АО КНР достаточно широко раз) виты крайнеаридные почвы. При анализе засоления мы ограничились рассмотрением засо) ленности серо)бурых и крайнеаридных почв. По) давляющее большинство почв пустынь Средней Азии засолено (рис. 2). Типичный солевой про) филь зональных серо)бурых почв пустынь Сред) ней Азии характеризуется наличием солей и гип) са уже в первом полуметре [8]. Источником солей являются засоленные, в том числе, морские отло) жения мелового и четвертичного возраста, широ) ко развитые в Средней Азии [5, 15].

В почвах пустынь Монголии соли и гипс в поч) венном профиле и подстилающей породе в боль)

шинстве случаев отсутствуют. Лишь 10% этих почв засолены и приурочены они в основном к соленосным мел)палеогеновым породам, кото) рые в Монголии имеют относительно малое рас) пространение (рис. 3). Крайнеаридные почвы обычно засолены; их засоление связано с эоло) вым привносом солей, либо с формированием на засоленных мел)палеогеновых породах.

В Синьцзян)Уйгурском АО КНР среди почв пустынь более часто, чем в Монголии, встречают) ся засоленные и гипсоносные почвы (рис. 4). Вы) деляются слабогипсоносные и сильногипсонос) ные почвы. Существование последних связано с реликтовым гидроморфизмом [18].

Таким образом, основным (первичным) ис) точником солей в почвах пустынь Центральной Азии являются соли почвообразующих пород, и различия в распространенности засоленных се) ро)бурых почв, в первую очередь, связаны с гео) логическими особенностями. Другим источни) ком засоления автоморфных ландшафтов Сред) ней и Центральной Азии является эоловое поступление солей. В Средней Азии эоловое со) ленакопление особенно активно проявляется на приморских равнинах Приаралья. Оно может до) стигать 500 кг/га солей в год [5], а в отдельных ре) гионах (особенно в зоне влияния Аральского мо) ря) может увеличиваться до 2–3 т/га солей в год [2]. В Синьцзяне активное эоловое поступление солей отмечается в районах, окружающих обсы) хающие котловины соленых озер (Эби)Нур, Ай) динкель, Лоб)Нор) и достигает 0.77 т/га солей в год в непосредственной близости к источнику эо) лового материала [21]. В пустынях Монголии све)

ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 7 2013

КЛИМАТ И ЗАСОЛЕННОСТЬ ПОЧВ ПУСТЫНЬ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ

775

N

200 км

1

 

2

3

Рис. 3. Карта распространения засоленных почв в Монголии (по [12]). Условные обозначения: засоленные почвы, % от площади контура: 1 – >50; 2 – <50; 3 – <10 (поймы северных рек).

дений об эоловом поступлении солей очень мало. Очевидно, что этот процесс в условиях пустынь Монголии проявляется в меньших масштабах, чем в Средней Азии в связи с меньшим количе) ством источников выноса солей. Однако возмож) ность эолового засоления автоморфных почв пу) стынь Монголии была зафиксирована нами в За) алтайской Гоби [12, 19]. Установить зависимость эолового поступления солей от аридности и кон) тинентальности современного климата невоз) можно. Эоловое соленакопление, в первую оче) редь, определяется источниками солей, ветровым режимом и зоной аккумуляции эоловой пыли. Пустыни Монголии скорее подвержены активно) му выносу мелкозема и солей за пределы региона. Несомненно, что в Средней Азии и Синьцзяне оно проявляется более активно.

З а с о л е н н о с т ь п о ч в г и д р о м о р ф ) н ы х л а н д ш а ф т о в. Гидроморфные почвы пу) стынь Монголии, Синьцзяна и Средней Азии, как правило, засолены и испытывают современ) ное соленакопление. Площадь, занятая гидро) морфными почвами в указанных регионах, резко различается. В условиях пустынь Монголии эти почвы занимают ничтожно малую площадь по сравнению со Средней Азией и Синьцзяном, что определяется общей меньшей обводненностью пустынных территорий Монголии.

В отличие от почв автоморфных ландшафтов, засоленность почв гидроморфных ландшафтов тесно связана с климатом, в первую очередь, с его аридностью и континентальностью (рис. 5). Так, в

условиях крайнеаридных пустынь Монголии и юга Синьцзяна злостные солончаки с солевыми корами, содержащими до 40–60% легкораствори) мых солей в верхнем солевом горизонте, форми) руются даже на слабоминерализованных водах (до 2–5 г/л). В Средней Азии при такой относи) тельно низкой минерализации грунтовых вод со) лончаки и даже засоленные почвы не формиру) ются. В Средней Азии минерализация грунтовых вод в гидроморфных почвах в большинстве случа)

N

500 км

12 3 4

Рис. 4. Карта распространения засоленных почв в КНР (по [31]). Условные обозначения: засоленные почвы, % от площади контура: 1 – >70; 2 – 30–70; 3 – 10–30; 4 – <10.

ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 7 2013

776

ПАНКОВА, КОНЮШКОВА

 

 

Индекс аридности

0.35

 

 

 

 

0.30

 

А

 

0.25

 

 

 

0.20

 

Б

 

0.15

 

 

 

 

0.10

 

В

 

0.05

 

 

Г

0

 

 

Регион

 

 

А

Катионы Анионы

ммоль(экв)/100 г почвы

800 600 400 200 0 200 400 600 800

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глубина, см

800

600

400

200

0

200

400

600 800

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

800

600

400

200

0

200

400

600 800

50

Г

800 600 400 200 0 200 400 600 800

50

Катионы Анионы Сa2+ HCO3Mg2+ Cl

Na2+ SO42–

Рис. 5. Солевые профили гидроморфных почв (со) лончаков) и их связь с коэффициентом аридности. Условные обозначения: А – Средняя Азия; Б – Север) ная Монголия, Северный Синьцзян; В – Южная Монголия; Г – Южный Синьцзян.

ев больше 10–20 г/л, при этом содержание легко) растворимых солей в верхних горизонтах почв со) ставляет в среднем 2% (максимум 10–20%) и не достигает тех высоких значений, которые наблю) даются на юге Монголии и Синьцзяна.

Установленные закономерности засоления гидроморфных почв определяются режимом осадков и температурным режимом почв. На юге Синьцзяна и Монголии летом в гидроморфных условиях происходит сильный прогрев почвы, ко)

торый приводит к усилению испарения и накоп) лению солей на поверхности почвы. В то же время малое количество осадков исключает перемеще) ние солей вниз по профилю. Формированию по) верхностных солевых кор в условиях оазисов (то есть при наличии влаги в почвах) способствует также сильное промерзание почвы, которое свя) зано с континентальностью климата (в Средней Азии почвы пустынь не промерзают). В итоге движение солей в гидроморфных почвах пустынь Монголии и Синьцзяна однонаправленно. В Средней Азии в период дождей (весной) происхо) дит природная промывка и перемещение солей в грунтовые воды, что и приводит к повышенной минерализации грунтовых вод и выносу солей из поверхностных горизонтов.

ВЫВОДЫ

1.Почвы пустынь Монголии (Гоби), Китая (Джунгарская и Таримская котловины), Узбеки) стана и Туркменистана (Каракумы, Кызылкумы и прилегающие территории) относятся к единому суббореальному поясу, но при этом они суще) ственно различаются по климатическим показа) телям: континентальности, аридности, режиму и количеству осадков. Наибольшей аридностью ха) рактеризуются пустыни юга Монголии и юга Синьцзяна (крайнеаридные пустыни Гоби и Тарим) ской котловины), наименьшей – пустыни Средне) азиатского региона. Промежуточное положение за) нимают настоящие пустыни Монголии и севера Синьцзяна (Джунгарская котловина).

2.Сопоставление засоления почв пустынь Монголии, северо)запада Китая и Средней Азии свидетельствует о том, что прямой корреляции между аридностью климата и площадями распро) странения засоленных почв не наблюдается.

3.Различия в засоленности почв пустынь авто) морфных ландшафтов суббореального пояса Азии определяются, прежде всего, историей фор) мирования ландшафтов, засоленностью и хими) ческими свойствами почвообразующих пород, эоловым переносом засоленного материала.

4.Высокая аридность климата определяет про) цессы современного соленакопления в почвах гидроморфных ландшафтов пустынь: чем больше аридность, тем сильнее соленакопление в верх) них горизонтах засоленных гидроморфных почв.

5.Изменение климата в сторону увеличения аридности в связи с процессами опустынивания будет по)разному влиять на засоленность и соле) вой профиль почв в зависимости от континен) тальности и аридности климата, режима осадков,

аглавное, исходной засоленности и водного ре) жима почв. В качестве индикатора изменения климата могут рассматриваться только засолен) ные гидроморфные почвы, в которых с увеличе)

ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 7 2013

КЛИМАТ И ЗАСОЛЕННОСТЬ ПОЧВ ПУСТЫНЬ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ

777

нием аридности климата будут активизироваться процессы современного соленакопления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Будыко М.И. Глобальная экология. М.: Мысль, 1977. 318 с.

2.Глазовский Н.Ф. Современное соленакопление в аридных областях. М.: Наука, 1978. 192 с.

3.Димо В.Н. Тепловой режим почв СССР. М.: Колос, 1972. 360 с.

4.Иванов Н.Н. Ландшафтно)климатические зоны земного шара // Зап. ВГО. Новая серия. Л., 1948. Т. 1. 224 с.

5.Ковда В.А. Геохимия пустынь СССР. М.: Изд)во АН СССР, 1954. 75 с.

6.Конвенция Организации Объединенных Наций по борьбе с опустыниванием в тех странах, кото) рые испытывают серьезную засуху и/или опусты) нивание, особенно в Африке. 1994. 66 с.

7.Кунь)Лунь и Тарим: очерки природных условий. М.: Изд)во АН СССР, 1961. 212 с.

8.Лобова Е.В. Классификация пустынных почв суб) бореального пояса // География и классификация почв Азии. М.: Наука, 1965. С. 11–38.

9.Лобова Е.В., Островский И.М., Хабаров А.В. Об определении засушливости аридных областей ми) ра // Пробл. осв. пустынь. 1977. № 4. С. 31–40.

10.Лобова Е.В., Хабаров А.В. Почвенные ресурсы аридных и полуаридных зон мира // Аридные поч) вы, их генезис, география, использование. М.: На) ука, 1977. С. 7–15.

11.Мурзаев Э.М. Природа Синьцзяна и формирова) ние пустынь Центральной Азии. М.: Наука, 1966. 382 с.

12.Панкова Е.И. Генезис засоления почв пустынь. М., 1992. 136 с.

13.Панкова Е.И. Условия формирования и почвы природных оазисов Алашаньской Гоби (Монго) лия) // Почвоведение. 2008. № 8. С. 937–947.

14.Панкова Е.И. Фациальные особенности засоления почв центральноазиатских экстраконтиненталь) ных пустынь суббореального пояса Азии // Почво) ведение. 2002. № 11. С. 1308–1322.

15.Панкова Е.И., Айдаров И.П., Ямнова И.А., Новикова А.Ф., Благоволин Н.С. Природное и ан) тропогенное засоление почв бассейна Аральского моря (география, генезис, эволюция). М.: Почв. ин)т им. В.В. Докучаева РАСХН, 1996. 186 с.

16.Панкова Е.И., Воробьева Л.А. Диагностика и крите) рии оценки засоления почв // Засоленные почвы России. М.: ИКЦ Академкнига, 2006. С. 6–50.

17.Почвенный покров и почвы Монголии. М.: Наука, 1984. 190 с.

18.Природные условия Синьцзяна. М.: Изд)во АН

СССР, 1960. 195 с.

19.Пустыни Заалтайской Гоби. М.: Наука, 1986. С. 53–80.

20.Пустыни. М.: Мысль, 1986. 317 с.

21.Abuduwaili J., Gabchenko M.V., Junrong X. Eolian transport of salts – a case study in the area of Lake Ebinur (Xinjiang, Northwest China) // J. of arid envi) ronments. 2008. V. 72. Iss. 10. P. 1843–1852.

22.Behnke R.H. Desertification: causes, impacts and con) sequences. Spinger, 2012. 600 p.

23.Dregne H.E. Land degradation in the drylands // Arid Land Research and Management. 2002. V. 16. Iss. 2. P. 99–132.

24.Dregne H.E. Soils of arid regions. Elsevier scientific publishing company. Amsterdam, Oxford, N.Y., 1976. 237 p.

25.Geist H. The causes and progression of desertification. Ashgate, 2005. 272 p.

26.Mainguet M. Aridity: droughts and human develop) ment. Springer, 1999. 302 p.

27.Pankova Ye.I., Aidarov I.P. Secondary salinization of soils in the Aral Basin as a factor of anthropogenic de) sertification // Advances in Environmental Research. Nova Science Publishers, N.Y., 2010. V. 2. P. 179–216.

28.Szabolcs I. Impact of climatic change on soil attributes. Influence on salinization and alkalization // Soils on a Warmer Earth. Development in Soil Science. Elsevier, 1990. P. 61–69.

29.Szabolcs I. Salt affected soils. CRC Press, Inc. Boca Raton, Fla. USA, 1989. 274 p.

30.Trabucco A., Zomer R.J. Global aridity index (Global) Aridity) and global potential evapo)transpiration (Glo) bal)PET) geospatial database. CGIAR Consortium for Spatial Information. Published online, available from the CGIAR)CSI GeoPortal at: http://www.csi.cgiar.org. 2009.

31.Wang Z., Zhu S., Yu R., Li L., Shan G., You W., Zhen X., Zhang C., Zhang L., Song R. Saline soils in China. Sci) ence Press, Beijing, 1993. 573 p.

32.World atlas of desertification. 2nd ed. United Nations Environment Programme. Nairobi, Kenya, 1997.

ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 7 2013

ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2013, № 7, с. 778–787

ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ

УДК 631.4

ОЦЕНКА ДИНАМИКИ ОПУСТЫНИВАНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА НИЗМЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ ДАГЕСТАНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ

© 2013 г. Н. В. Стасюк, Д. В. Добрынин

Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119991, Москва, Ленинские горы е%mail: v.m.kolesnikova@mail.ru

Поступила в редакцию 22.11.2011 г.

Дана оценка динамики опустынивания и деградации почвенного покрова низменного Дагестана на основе сравнительного анализа разновременных почвенно тематических карт и компьютерного де шифрирования космических снимков. В качестве диагностических показателей для пространствен ной оценки деструктивных нарушений использовано изменение состава почвенного покрова пло щадей луговых и типичных солончаков, не потерявших полностью биологической продуктивности (деградация), ареалов голых, пухлых, бугристых солончаков, дефлированных песков, полностью лишенных растительности и близких к геологическим образованиям (опустынивание). Выделены подрайоны со слабой, средней и сильной деградацией почвенного покрова, очаговым, нарастаю щим и площадным опустыниванием. Составлены разновременные картосхемы деградации и опу стынивания почвенного покрова.

Ключевые слова: аллювиально морские равнины, долговременный почвенно картографический мониторинг, аэрокосмический мониторинг.

DOI: 10.7868/S0032180X13070113

ВВЕДЕНИЕ

Опустынивание земель в настоящее время ши роко трактуется как их деградация в аридных, субаридных и субгумидных районах в результате действий различных факторов, в том числе кли мата и деятельности человека. Тем не менее, до сих пор опустынивание как проблема остается дискуссионной, потому что отсутствуют как чет кие разграничения между природным и антропо генным опустыниванием [3], так и данные изуче ния динамики стадий опустынивания: потери почвами биологической продуктивности и их полного разрушения, когда уже невозможно вос становить плодородие [1]. В результате определе ние опустынивания как формы деградации зе мель также приводит к неоднозначным площад ным оценкам его проявления [5]. Так, для Кизлярских пастбищ Дагестана отмечается, что процессом опустынивания в 2000 г. было охваче но 95% [2], или 47.5% земель [17], что также сви детельствует о различной интерпретации опусты нивания земель. Проводимая в стране оценка де градационных изменений земель с выделением классов опустынивания, агроэкологических групп, деградационных категорий, потенциаль ных и актуальных направлений деградации/опу

стынивания скорее близка к инвентаризацион ной оценке земель.

В коллективной книге 2009 г. [14] рассматрива ется множество проблем, вызываемых опустыни ванием, но в связи с отсутствием диагностических показателей и критериев оценки, отсутствует ана лиз временной пространственной динамики опу стынивания почвенного покрова.

При оценке деградации и опустынивания поч венного покрова необходимо оперировать четки ми диагностическими показателями этих процес сов, потому что разные трактовки ведут за собой неточности учета и оценки во времени. Нами на основе долговременных исследований в равнин ном Дагестане при оценке интенсивности прояв ления деструктивных изменений почвенного по крова опустынивание рассматривалось как выс шая степень деградации с полной потерей биологической продуктивности экосистем, а де градация – как поэтапное уменьшение их биоло гической продуктивности – от слабой до сильной [23]. Поэтому в качестве основных показателей деградации почвенного покрова было принято участие в его составе луговых и типичных солон чаков, не потерявших полностью биологической продуктивности, а показателей опустынивания – ареалов голых, пухлых, бугристых солончаков,

778

ОЦЕНКА ДИНАМИКИ ОПУСТЫНИВАНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

779

А

Б

В

Г

Д

Е

Рис. 1. Наземные индикаторы деградации (А, Б) и опустынивания (В, Г, Д, Е) почвенного покрова: А – солончаки лу говые, Б – солончаки типичные, В – соровые солончаки, Г – голые солончаки, Д – дефлированные пески, Е – грун товые дороги.

дефлированных песков, полностью лишенных растительности и близких к геологическим обра зованиям [23].

Цель настоящих исследований – дать оценку временноGй динамики опустынивания и деграда ции почвенного покрова равнинного Дагестана с использованием разновременных почвенно те матических карт, космических снимков и повтор ным использованием при их дешифрировании тех же признаков максимального проявления де структивных процессов в таксонах ландшафтно

геоморфологического районирования террито рии (рис. 1).

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Исследования проведены в двух крупных, хо рошо изученных и сопредельных литолого гео морфологических и геохимических районах рав нинного Дагестана: 1 – автоморфном (Терско Кумская низменность) с долговременным паст бищным использованием земель, преимуще ственно с опустыниванием почв и 2 – гидро

ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 7 2013

780

СТАСЮК, ДОБРЫНИН

морфном (дельта Терека) с длительным орошени ем земель, преимущественно с деградацией почв. Оценка состояния почвенного покрова давалась несколько раз в результате периодических назем ных съемок на основе аэрофотоснимков.

Компьютерное дешифрирование позднелет них космических снимков MODIS TERRA прове дено в 2000, 2001 и 2010 гг. Первая оценка деграда ционных изменений почвенного покрова прове дена в таксонах почвенного районирования, основами которого являются: условия формиро вания почв, их возраст, структура почвенного по крова и временныìе изменения. Вторая (2001 г.) и третья оценки (2010 г.) проведены на более дета лизированном районировании территории с до полнительным использованием цифровой моде ли рельефа, дающей более четкое вырисовывание структуры и состава почвенного покрова. Выде ленные новые участки обозначены буквой Д в со ставе ранее выделенных почвенных подрайонов (рис. 2 I, II). Были вовлечены в обработку 1, 2, 3, 4, 7 каналы спектрорадиометра MODIS TERRA, использовали спектральные характеристики в ви димом, ближнем и среднем ИК диапазоне. Все данные были приведены к пространственному разрешению 250 м с преобразованием яркостей алгоритмами эрмитовых сплайнов для миними зации искажений спектральных характеристик объектов. Данные разных лет были взаимно ори ентированы между собой методами цифровой пространственной корреляции.

Таким образом, перед проведением дешифро вания мы имели два разновременных цифровых изображения, состоящих из пяти спектральных каналов, пространственно скореллированных друг с другом.

Тематическая обработка цифровых данных проведена методами нейросетевого дешифриро вания на базе алгоритмов GTM в программах Scanex Image Processor v.3.6.

Учитывая довольно низкое пространственное разрешение обрабатываемых данных, дешифро вание проводилось с упором на спектральные при знаки. Тем более, что для равнинных территорий с проявлениями деградации и опустынивания, спек тральные признаки хорошо и удовлетворительно описывают практически все феномены. Одним из приемов, усилившим уверенность в корректности интерпретации спектральных признаков дешифри рования, явилось применение мультифенологиче ского подхода, предполагающего анализ материа лов дистанционного зондирования с учетом фе нологических аспектов растительного покрова.

По результатам дешифрирования и интерпрета ции была сформирована векторная маска класса объектов для последующего ГИС анализа. Исполь зованы методические рекомендации, содержащие ся в опубликованных работах [6, 7, 12, 16, 27].

Прослежены изменения комплекса природно антропогенных условий, на фоне которых протека ет деградация и опустынивание почвенного покро ва. Установлено, что масштабы максимального про явления деградации и опустынивания являются ин тегральным отражением агроэкологического состояния земель.

ИЗМЕНЕНИЯ ПРИРОДНО АНТРОПОГЕННЫХ УСЛОВИЙ

Равнинный Дагестан отличается засушливо стью климата, среднегодовой температурой воз духа 11.2°С в дельте Терека и 10.4–11.1°C в Тер ско Кумской низменности, которая повысилась с 1980 г. еще на 0.8°С, годовой суммой осадков ме нее 310 мм в дельте Терека и 250–300 мм в Терско Кумской низменности. Характерно формирова ние погоды с продолжительными и сильными ветрами восточных и юго восточных румбов. Имеют место дни с пыльными бурями.

Изученные районы находятся под влиянием регрессивно трансгрессивных ритмов Каспий ского моря: 1900–1977 гг. – падение уровня моря почти на 4 м, 1978–1995 гг. – повышение уровня моря на 2.5 м и с 1995 г. вновь слабое падение уровня [8]. Повышение среднегодовой темпера туры воздуха способствует аридизации террито рии, а повышение уровня моря – затоплению значительных площадей в побережье Кизлярско го залива Терско Кумской низменности и дельты Терека.

С 50 х гг. прошлого века началось широкомас штабное использование земель под отгонные пастбища в Терско Кумской низменности и под орошаемое земледелие в дельте Терека. Есте ственное состояние природных ресурсов Терско Кумской низменности, почти безводного района, с доминированием полупустынных почв, солон чаков и песков со второй половины XX в. меняет ся под влиянием интенсивных техногенных и ан тропогенных пастбищных нагрузок, увеличения количества и протяженности грунтовых дорог, ар тезианских скважин, скотопрогонов, нефте и га зопроводов, карьеров добычи полезных ископае мых. Это привело к сокращению площадей при родных естественных экосистем в результате деградации и опустынивания (деструкции), а так же к уменьшению кормовой ценности пастбищ и, особенно, к сокращению площадей хорошей кор мовой ценности.

В дельте Терека – гидроморфном районе, с до минированием луговых почв и солончаков, ос новные деградационные изменения почвенного покрова вызваны изменением масштабов ороше ния земель. В результате, за последние 50 лет про шлого века изменилась структура землепользова ния, гидрологические условия территорий после

ПОЧВОВЕДЕНИЕ № 7 2013