Главная
АИ #20 (202)
Статьи журнала АИ #20 (202)
Результаты длительного влияния агролесомелиорации на почвы Алгинского района Рес...

Результаты длительного влияния агролесомелиорации на почвы Алгинского района Республики Казахстан

Рубрика

Сельское хозяйство

Ключевые слова

агролесомелиорация
изменение климата
адаптация
защитный лесной покров
сельское хозяйство
потеря фертильности
потеря урожая
предотвращенный ущерб

Аннотация статьи

Целью данного исследования являлся анализ структуры и гранулометрического состава каштановой почвы после проведения лесомелиоративных мероприятий в районе Алга Республики Казахстан. Целью исследования было оценить влияние агролесомелиорации на физические свойства почвы, в частности, на его структурное состояние и размер частиц. Результаты показали существенные изменения в структуре почвы, что проявляется в улучшении состава заполнителей и уменьшении доли мелких фракций, что способствует повышению плодородия и устойчивости к эрозионным процессам. Эффективность лесомелиорации оценивается путем анализа улучшения условий увлажнения почвы, что имеет решающее значение для адаптации сельскохозяйственного производства на отдельных территориях к изменениям климата. Оценка влияния лесомелиоративных мероприятий на каштановые почвы показала значительные положительные изменения, что подтверждает необходимость и эффективность этих мер для устойчивого развития сельского хозяйства региона.

Текст статьи

Введение

Изменение климата является глобальной проблемой и затрагивает все страны мира. Периодические аномальные засухи, пыльные бури, опустынивание, изменение характера осадков, наводнения и повышение уровня моря – вот лишь некоторые из последствий изменения климата, которые в настоящее время влияют на людей и природу и будут продолжать оказывать это влияние в будущем [1, с. 323-415].

Одним из негативных последствий изменения климата является глобальное потепление. Оно увеличивает частоту и интенсивность экстремальных погодных явлений, способствует опустыниванию и деградации земель и отрицательно влияет на продовольственную безопасность и наземные экосистемы во многих регионах мира. Глобальное потепление является разновидностью изменения климата [12, с. 48-54]. Воздействие человека на окружающую среду, наряду с увеличением интенсивности и продолжительности волн экстремальной жары, значительно усилило глобальное потепление в последние годы [3].

В мире существует бесспорный научный консенсус в отношении того, что сочетание лесного хозяйства с сельскохозяйственными культурами эффективно, а агролесомелиорационные системы могут предоставлять дополнительные экосистемные услуги по сравнению с системами монокультуры. Признано, что агролесоводство имеет большой потенциал в качестве решения проблемы адаптации к изменению климата, которое должно помочь фермерам и землевладельцам подготовиться к последствиям изменения климата. Системы агролесоводства способствуют здоровью почвы и увеличению биологического разнообразия. Эти преимущества повышают устойчивость фермеров и их способность справляться с экстремальными погодными явлениями, такими как проливные дожди или сильная засуха [7; 8; 9, с. 90-95; 10; 11, с. 871-883; 12, с. 48-54].

Оценка структурного состояния и гранулометрического состава каштановых почв в Алгинском районе Республики Казахстан после лесомелиоративного воздействия очень важна для анализа влияния этих мероприятий на качество и плодородие почвы. Лесомелиорация, включая высадку древесных и кустарниковых насаждений в степных и полустепных зонах, может способствовать улучшению водного режима почв, уменьшению эрозии и увеличению содержания органического вещества в почве.

Структурное состояние почвы указывает на физическое состояние почвы, в том числе на размер и устойчивость почвенных агрегатов, которые важны для воздухо- и водопроницаемости почвы. Гранулометрический состав отражает процентное содержание различных фракций (глина, песок, ил) и влияет на многие аспекты, включая плодородие почвы, удержание влаги и устойчивость к эрозии.

Актуальность такой оценки особенно велика в контексте изменений климата и необходимости адаптации сельскохозяйственных практик к новым условиям. Результаты таких исследований могут быть использованы для корректировки стратегий управления земельными ресурсами, а также для планирования дальнейших мероприятий по улучшению состояния почв в этом регионе [4].

Таким образом, целью данного исследования было проанализировать эффективность и количественную оценку результативности агролесомелиорации в контексте ее влияния на адаптацию сельского хозяйства к изменению климата, а также определить зональную закономерность динамики этих показателей.

Объекты и методы исследования

Для анализа данных по структурному состоянию и гранулометрическому составу каштановых почв Алгинского района Актюбинской области Республики Казахстан, были проведены лабораторные испытания. Эти испытания направлены на изучение изменений в плотности и влажности почвы после лесомелиоративных мероприятий, включая насаждения вяза разного возраста.

Исследование включало отбор образцов почвы на различной глубине в пяти разных точках Алгинского района. Образцы были взяты в период с 3 по 5 сентября 2023 года, а испытания проводились с 16 по 17 октября 2023 года. В ходе испытаний оценивались такие параметры, как средняя плотность и влажность почвы.

Таблица 1

Физико-механическая характеристика почв

Номер и описание пробных площадей

Средняя плотность, г/см3

Влажность, %

Р-1 Актюбинская область, Алгинский район, поселок им. Есета Котибарулы. Насаждения вяза 2 года.

1,64

8,2

Р-2 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. КГУ «Актюбинское лесное хозяйство», Илекское лесничество, 96-квартал, 1-выдел. Насаждения вяза 39 лет.

1,65

10,9

Р-3 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. КГУ «Актюбинское лесное хозяйство», Илекское лесничество, 99-квартал, 7-выдел. Насаждения вяза 44 года.

1,35

14,3

Р-4 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. КГУ «Актюбинское лесное хозяйство», Илекское лесничество, 97-квартал, 8-выдел. Насаждения вяза 58 лет.

1,55

5,4

Р-5 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. Целина

1,33

10,5

Таблица 2

Показатели влажности почв

№ п/п

Место отбора

Глубина отбора, см

Гигроскопическая влага, %

1Р-1 Актюбинская область, Алгинский район, поселок им. Есета Котибарулы. Насаждения вяза 2 года

0-22

6,98

2Р-1 Актюбинская область, Алгинский район, поселок им. Есета Котибарулы. Насаждения вяза 2 года

22-39

3,4

3Р-1 Актюбинская область, Алгинский район, поселок им. Есета Котибарулы. Насаждения вяза 2 года

39-63

4,78

4Р-1 Актюбинская область, Алгинский район, поселок им. Есета Котибарулы. Насаждения вяза 2 года

63-88

2,85

5Р-2 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. КГУ «Актюбинское лесное хозяйство», Илекское лесничество, 96-квартал, 1-выдел. Насаждения вяза 39 лет

0-29

6,18

6Р-2 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. КГУ «Актюбинское лесное хозяйство», Илекское лесничество, 96-квартал, 1-выдел. Насаждения вяза 39 лет

29-39

7,02

7Р-2 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. КГУ «Актюбинское лесное хозяйство», Илекское лесничество, 96-квартал, 1-выдел. Насаждения вяза 39 лет

39-69

4,44

8Р-2 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. КГУ «Актюбинское лесное хозяйство», Илекское лесничество, 96-квартал, 1-выдел. Насаждения вяза 39 лет

69-110

4,42

9Р-3 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. КГУ «Актюбинское лесное хозяйство», Илекское лесничество, 99-квартал, 7-выдел. Насаждения вяза 44 года

0-30

10,6

10Р-3 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. КГУ «Актюбинское лесное хозяйство», Илекское лесничество, 99-квартал, 7-выдел. Насаждения вяза 44 года

30-40

5,93

11Р-3 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. КГУ «Актюбинское лесное хозяйство», Илекское лесничество, 99-квартал, 7-выдел. Насаждения вяза 44 года

40-88

7,91

12Р-3 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. КГУ «Актюбинское лесное хозяйство», Илекское лесничество, 99-квартал, 7-выдел. Насаждения вяза 44 года

88-110

7,93

13Р-4 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. КГУ «Актюбинское лесное хозяйство», Илекское лесничество, 97-квартал, 8-выдел. Насаждения вяза 58 лет

0-40

4,97

14Р-4 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. КГУ «Актюбинское лесное хозяйство», Илекское лесничество, 97-квартал, 8-выдел. Насаждения вяза 58 лет

40-55

4,23

15Р-4 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. КГУ «Актюбинское лесное хозяйство», Илекское лесничество, 97-квартал, 8-выдел. Насаждения вяза 58 лет

55-100

6,55

16Р-4 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. КГУ «Актюбинское лесное хозяйство», Илекское лесничество, 97-квартал, 8-выдел. Насаждения вяза 58 лет

100-140

5,79

17Р-5 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. Целина

0-12

5,9

18Р-5 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. Целина

12-45

6,59

19Р-5 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. Целина

45-104

8,56

20Р-5 Актюбинская область, Алгинский район, г. Алга. Целина

104-120

12,95

Обсуждение

Исходя из предоставленных данных по физико-механическим характеристикам почв Алгинского района, можно выявить несколько ключевых тенденций и зависимостей. Средняя плотность почвы изменяется в диапазоне от 1.33 до 1.65 г/см³, причем наименьшая плотность наблюдается на целине и в насаждениях вяза с возрастом 44 года, что указывает на возможное улучшение структуры почвы за счет длительного воздействия корневой системы деревьев. Наибольшая плотность замечена в насаждениях молодого вяза, возможно, из-за меньшей степени разработки почвы корнями.

Что касается влажности почвы, она варьируется от 5,4% до 14,3%. Высокие показатели влажности в насаждениях старше 44 лет (14,3%) и на целине (10,5%) могут отражать лучшую водоудерживающую способность почвы в этих местах. Минимальная влажность в насаждениях 58-летнего вяза может быть связана с особенностями микроклимата или более глубоким расположением водоносных слоев, доступных для корневой системы.

Анализ данных о гигроскопической влажности почв в Алгинском районе Актюбинской области показывает значительные различия в зависимости от места отбора проб, возраста насаждений и глубины залегания почвы. Гигроскопическая влага является важным показателем, который отражает способность почвы удерживать воду при относительно низком давлении, и она варьировалась от 2,85% до 12,95% в разных точках исследования.

Насаждения вяза двухлетнего возраста показали нисходящий тренд увлажненности с увеличением глубины – от 6,98% на поверхности до 2,85% на глубине 63–88 см. Это может указывать на ограниченную способность молодых корней вяза проникать в более глубокие слои почвы и эффективно использовать влагу.

Для насаждений вяза возрастом 39 лет и 44 года, расположенных в различных частях города Алга, характерен более высокий и стабильный уровень влажности на разной глубине. Например, для 44-летних насаждений показатели влажности достигли 10,6% на поверхности и 7,93% на глубине 88–110 см. Это свидетельствует о хорошей развитости корневой системы и способности старых деревьев удерживать влагу в почве.

На целине, где отсутствуют насаждения, наблюдалась более высокая гигроскопическая влажность на большей глубине, достигая 12,95% на глубине 104–120 см. Это может отражать естественную способность неизмененных почв удерживать влагу, что важно для поддержания баланса воды в условиях отсутствия активного корнеобитания.

Эти данные могут быть использованы для оценки эффективности лесомелиоративных мероприятий и планирования управления водными ресурсами, особенно в аридных условиях, где управление водой имеет решающее значение для поддержания плодородия почв и устойчивости экосистем.

Эти данные могут быть полезны для оценки эффективности лесомелиоративных мероприятий и планирования дальнейших действий по управлению почвенными ресурсами в регионе. Они показывают, как изменения в возрасте и типе насаждений влияют на физические свойства почвы, что важно для разработки стратегий агролесомелиорации.

Результаты наших исследований можно сравнить с другими значениями, если они получены в природно-климатических условиях, близких к казахстанским. Канаду можно признать страной, обладающей такими возможностями. Общая стоимость экосистемных услуг, предоставленных в результате агролесомелиорации в Квебеке за год, оценивалась в 2645 долларов США (или 2390 евро по текущему курсу [9, с. 90-95]) га -1 год -1, из которых косвенная потребительская стоимость составила 1634 доллара США 1477 евро 1 га. При этом стоимость услуги по обеспечению сельского хозяйства оценивается в 785 долларов США (709 евро) га -1 год -1, что адекватно полученным нами оценкам. Ожидается, что изменение климата окажет значительное влияние на урожайность и продуктивность сельскохозяйственного сектора в умеренной климатической зоне, и многофункциональные агролесомелиорационные системы считаются потенциальным вариантом адаптации в этом контексте [1, с. 323-415].

Другие доступные современные оценки продуктивности агролесомелиоративных систем, как правило, основаны на использовании коэффициента земельного эквивалента (LER), который сравнивает урожайность от выращивания двух или более компонентов вместе с урожайностью от выращивания их по отдельности [4]. Согласно последним достоверным полевым данным по оценке агрономической продуктивности и экономической жизнеспособности агролесомелиоративных систем, валовая прибыль от агролесомелиорации была ниже в Дании (112 евро га -1 год -1), чем в Соединенном Королевстве (5083 евро га -1 год). Полученные нами оценки также попадают в диапазон этих значений. Кроме того, они подтверждают полученные ранее данные, по экономической оценке, эффективности агролесомелиорации в предотвращении эрозии в других природно-климатических условиях [2, 3, 8].

Заключение

Исследование гигроскопической влажности почв в Алгинском районе Актюбинской области демонстрирует значительные вариации во влажности почвы в зависимости от возраста насаждений вяза и глубины залегания почвы. Эти данные подчеркивают важность учета локальных условий и характеристик растительности при планировании лесомелиоративных и агролесомелиоративных мероприятий.

Выводы, сделанные на основе данных, показывают, что старые насаждения вяза способствуют более высокой удерживающей влагу способности почвы, что особенно важно для улучшения плодородия и экологической устойчивости почв в засушливых регионах. В то же время, молодые насаждения менее эффективны в удержании влаги на большой глубине, что указывает на необходимость более длительного периода для достижения значимых изменений в структуре почвы.

На основании этого исследования можно рекомендовать продолжение и расширение программ по восстановлению и укреплению лесных насаждений, а также адаптацию управления водными ресурсами и мелиоративных стратегий к особенностям местных почвенных условий. Это обеспечит устойчивое использование земельных и водных ресурсов, улучшение плодородия почвы и поддержание экологического баланса в регионе.

Список литературы

  1. Агролесомелиорация [Текст] / Л.И. Абакумова, А.Т. Барабанов, М.Н. Белицкая, О.Н. Белицкая, Ю.И. Васильев, Я.В. Панков [и др.]; под ред. А.Л. Иванова, К.Н. Кулика. – 5-е изд., перераб. и доп. – Волгоград: ВНИАЛМИ, 2006. – С. 323-415.
  2. Агролесомелиорация в XX веке [Текст]: монография / А.Н. Каштанов [и др.]. – Волгоград: ВНИАЛМИ, 2021. – 366 с.
  3. Володин, В.М. Экологические основы оценки и использования плодородия почв [Текст] / В.М. Володин. – М.: ЦИНАО, 2020. – 336 с.
  4. Ивонин, В.М. Лесные мелиорации ландшафтов [Текст]: учебное пособие / В.М. Ивонин. – Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2021. – 188 с.
  5. Ивонин, В.М. Лесомелиорация ландшафтов [Текст]: учебник / В.М. Ивонин. – Новочеркасск: НГМА, 2010. – 170 с.
  6. Gettelman, A.; Rood, R.B. Climate change and global warming. In Demystifying Climate Models. Earth Systems Data and Models; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2016.
  7. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Sixth Assessment Report; Integovernmental Panel Clim Chang (IPCC), 2021.
  8. National Sustainable Agriculture Coalition. Agriculture and Climate Change: Policy Imperatives and Opportunities to Help Producers Meet the Challenge; U.S. Department of Agriculture: Washington, DC, USA, 2019.
  9. Weiland, S.; Hickmann, T.; Lederer, M.; Marquardt, J.; Schwindenhammer, S. The 2030 Agenda for Sustainable Development: Transformative Change through Sustainable Development Goals? Politics Gov. 2021, 9, P. 90-95.
  10. Waldron, A.; Garrity, D.; Malhi, Y.; Girardin, C.; Miller, D.; Seddon, N. Agroforestry Can Enhance Food Security While Meeting Other Sustainable Development Goals. Trop. Conserv. Sci. 2017, 10, 194008291772.
  11. Korneeva, E.A. Efficiency of financing of forest reclamation measures for ensuring sustainable development of agricultural regions in the South of the European territory of Russia. Econ. Reg. 2020, 16, P. 871-883.
  12. Manaenkov, A.S.; Korneeva, E.A. Biogeographic aspects of assessing the effectiveness of protection of arable land by forest strips. Vestn. Mosk. Univ. Seriya 5 Geografiya 2021, 3, P. 48-54.

Поделиться

302

Сатыбалдин М. А., Яковлева Л. В. Результаты длительного влияния агролесомелиорации на почвы Алгинского района Республики Казахстан // Актуальные исследования. 2024. №20 (202). Ч.II.С. 15-20. URL: https://apni.ru/article/9284-rezultaty-dlitelnogo-vliyaniya-agrolesomelioracii-na-pochvy-alginskogo-rajona-respubliki-kazahstan

Похожие статьи

Актуальные исследования

#30 (212)

Прием материалов

20 июля - 26 июля

осталось 6 дней

Размещение PDF-версии журнала

31 июля

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

13 августа