Лесостепная зона

Площадь лесостепной зоны в пределах Европейской части СССР составляет 87,3 млн. га. Почвенный покров этой территории представлен серыми лесными почвами, сформировавшимися под пологом широколиственных лесов (около 40% территории), черноземами оподзоленными, выщелоченными и типичными (около 35% территории) и черноземно-плуговыми и лугово-черноземными почвами (около 15%).

Остальным почвам принадлежит примерно 10% территории. Черноземы, лугово-черноземные и черноземно-луговые почвы сформировались под пологом луговых степей, лугов и остепненных лугов. В доисторический период приблизительно 70% территории было покрыто лесом, остальная часть — степной и луговой растительностью, около 5% территории занимала гидрографическая сеть (Мильков, 1950; Грин, 1969). Обле- сенность территории возрастала с юга на север, достигая почти 100% в подзоне широколиственных лесов.
В настоящее время соотношение площадей следующее: (Природно-сельскохозяйственное районирование СССР, 1975); пашня (вместе с многолетними насаждениями и залежами) - 56,7%; лес - 19,3%; сенокосы и пастбища - 12,4; болота - 4,2%; гидрографическая сеть - 2,1%; города дороги и проч. -5,3%.

Для расчета размеров биологического круговорота нами были сделаны следующие допущения. В современный период леса представлены в равных отношениях дубняками и липняками 50-200 лет, а в доисторический период это были вековые дубравы. Показатели биологического круговорота в лесах заимствованы из работы Н. П. Ремезова, К. М.Смирновой, Л. П. Быковой (1959) и работы В.Н.Мины (1955г). Была использована также сводка Л.Е.Родина и Н. И. Базилевич (1965).
Мы допустили, что биологический круговорот в доисторических степях был таким же, как на современных заповедных степя^. Вследствие того, что по нашим данным, биологический круговорот на луговой степи и остепнен- ных лугах практически один и тот же как по химизму, так и по количествен*- ным показателям, за основу расчета на всей площади, занятой в доисторическое время травяными ценозами, мы взяли результаты исследований в Центральном Черноземном заповеднике (Афанасьева, 1966). В соответствии с новыми данными, полученными в этом заповеднике, ежегодный прирост зеленой массы в 1,8 раза больше величины укоса в период максимального развития травостоя. Прирост корней принято считать равным 1/3 их запаса в момент максимального наростания (Родин, Базилевич, 1965).
Мы предположили, что ежегодный прирост растительности на пастбищах и сенокосах составляет третью часть прироста целинной степи, причем ежегодно отчуждается 80% прироста зеленой массы.
Для расчета биологического круговорота элементов на пашне было принято, что севооборот и урожайность сельскохозяйственных культур (в абсолютно-сухом весе) на всей площади лесостепной зоны следующие:
Зерновые занимают - 50% пашни, (урожайность - 24 ц/га)

Кукуруза на силос -"-	18%	(урожайность 98 ц/га - 460 ной массы)	ц зеле-
Сахарная свекла "	5%	(урожайность 60 ц/га - 250 массы корней)	ц сырой
Картофель "	7%	(урожайность 59 ц/га - 240 массы клубней)	ц сырой
Однолетние травы: в том числе зернобобовые "	14% '	(урожайность 46 ц/га)	/>
Многолетние травы "	3% "	(урожайность50 ц/га).

Показатели биологического круговорота в посевах сельскохозяйственных культур, соответствующие принятой урожайности, взяты из работ Ф. И.Левина (1969,1973). На основании проведенных расчетов получены следующие выводы.
До освоения территории лесостепи создавалась ежегодно несколько большая (на 2%) биомасса, чем в настоящее время (табл. 5). Все зольные элементы, за исключением фосфора и калия,* вовлекались в круговорот в больших количествах. Фосфор и калий в современный период вовлекаются в более значительных количествах, чем прежде. Потребление азота превышало современное на 10%, кальция в 2 раза, серы в полтора раза. Потребление азота и серы сократилось главным образом вследствие распашки степных участков кальция и магния-вследствие сведения леса. Произошло общее сужение биологического круговорота.

Таблица 6
Баланс биофильных элементов в лесостепной зоне (I - кг/га год.

	!Ч		р
Статьи баланса
Статьи баланса	1	11	1	11
Приход: с атмосферными осадками с удобрениями	4,0 19,6	0,35 1,70	4,6	0,40
Всего	23,6	2,05	4,6	0,40
Расход: отчуждением	73,3	6,38	10,3	0,90
поверхностным стоком	9,6	0,83	3,44	0,30
подземным стоком	0,6	0,05	-	-
Всего	83,5	7,26	13,7	1,20
Баланс по зоне	-59,9	-5,21	-9,1	-0,80

Количество вносимых удобрений, величина поверхностного стока и раз— личества удобрений, вносимых на поля всей зоны, размера поверхностного зоны (87,3 млн. га).
Возврат элементов в почву (см. табл. 5) с опадом растительности сократился более, чем вдвое. Резкое сокращение возврата органического вещества и химических элементов в почву обусловлено тем, что значительная часть ежегодной продукции отчуждается человеком, тогда как в доисторические времена отчуждение было невелико, причем отчуждаемые элементы возвращались в тот же ландшафт, хотя и в составе других соединений.
В современный период отчуждается большая часть массы, создаваемой ежегодно сельскохозяйственными культурами и, практически, весь прирост древесины лесов, так как рано или поздно в густо населенной лесостепи древостой и даже кустарник вырубаются и вывозятся для хозяйственных нужд. В настоящее время отчуждение составляет по органическому веществу около 50% прироста, по К, Р, N, - около половины потребляемого количества, доля отчуждения остальных элементов меньше. После распашки почв лесостепной зоны существенно изменилось соотношение биологического и геологического круговорота. Геологический круговорот возрос во много раз, вследствие эрозии почв. Ежегодно эрозией с водоразделов лесостепи сносится около 200 млн т. плодородной земли, из них около 20 млн т. навсегда теряется этой территорией, так как поступает в реки (расчет произведен на основании работы С.С.Соболева, 1948-1960, и И.Д. Брауде, 1965).
За счет эрозии потери водоразделами различных элементов неодинаковы. Так, потери N составляют 16% от количества N отчуждаемого с урожаем, но потери К и S за счет эрозии примерно такие же, как потери за счет отчуждения, потери Са и Mg - в 3-4 раза больше по сравнению с величиной отчуждения. Ежегодно водоразделы лесостепной зоны теряют 3,5 млн. т калия, 5,5 млн. т кальция, около 2 млн. т магния и до 12 млн, т гумуса.
Потери зольных элементов с жидким поверхностным и подземным стоком (табл. 6) на 1-2 порядка меньше, по сравнению с размером биологического

И - млн. т год на площадь зоны)

к		Са		Mg		S
1	11	1	11	1	11	1	11

8,0 10,4	0,70 0,90	33,0 18,4	2,88 1,60	4,0	0,35	15,0 20,7	1,31 1,80
18,4	1,60	/>51,4	4,48	4,0	0,35	35,7	3,11
57,3	5,02	18,3	1,59	8,3	0,72	4,6	0,40
39,2	3,47	62,4	5,45	20,8	1,81	5,1	0,45
0,1	0,01	1,0	0,08	0,1	0,01	2,8	0,23
96,6	8,50	81,7	7,12	29,2	2,54	12,5	1,08
-78,2	-6,9	-30,3	-2,64	-25.2	2,19	+ 23,2	+ 2,03
мер отчуждения в		ц/га получены в		результате	деления	соответственно ко-

стока на площади зоны и общей величины отчуждения по зоне на площадь

круговорота и величиной отчуждения. Для суждения о размере жидкого стока мы воспользовались данными Грина (1969) и М. И. Львовича (1971) по балансу влаги в лесостепной зоне и материалами по химическому составу лизиметрических и поверхностных вод лесостепной зоны (Погребняк, Вольвач, 1972; Грати и др., 1972; Воронков, 1963 и др.). По t'pnHy (1969), поверхностный сток в доисторическое время был равен 28 мм, подземный - 32 мм. По М. И. Львовичу (1971) в настоящее время поверхностный сток в лесостепи достигает 70 мм, а подземный сток равен 30 мм. Состав жидкого стока в современный период и в доисторическое время мы приняли одинакоЕ
Интересен вопрос о том, сколько углерода переходит из почвы в атмосферу в результате деструкции гумуса, обусловленной распашкой. Известно, что при распашке потеря гумуса сначала идет быстрыми темпами, а затем замедляется. В среднем, за 100 лет использования черноземы теряют около 30% гумуса. То, что почва ежегодно теряет в результате освоения, далеко не полностью компенсируется путем внесения удобрений (Петербургский и др. 1972) и за счет атмосферных осадков (Дроздова и др., 1964; Боб- рицкая, 1962) (табл. 6).
За счет внесения удобрений потери азота компенсируются только на 30%, потери калия - 12%, потери фосфора - на 40%. Принос этих элементов с атмосферными осадками не меняет сколь-нибудь существенно этих величн. Принос серы с атмосферными осадками и удобрениями весьма велик по сравнению с величиной отчуждения и потерей с поверхностным твердым и жидким внутри- почвенным стоками. Положительные статьи баланса серы в сумме втрое превышают отрицательные статьи баланса (правда, они могут быть преуменьшены, т.к. мы не имеем данных по выносу S с территории удобряемых полей).
За счет атмосферных осадков и известкования на 60% компенсируются потери Са почвой.
Фитомасса целинных степей по результатам наших исследований в Хомутовской степи Приазовья (Быстрицкая, Осычнюк, 1975) составляет: для надземеной части - 34 ц/га (без подстилки); для подземной части - 300 ц/га (корни до глубины 1 м).
В наших расчетах величина ежегодного прироста корней принята равной 1/3 от общего запаса фитомассы корней (100 ц/га). Таким образом, ежегодный прирост биомассы в целинной разнотравно-ковыльно-типчаковой степи составляет 134 ц/га. Основываясь на данных по ежегодному приросту и зольном составе основных видов растений, мы рассчитали биологический круговорот важнейших элементов-биофилов для данных условий (табл. 7).
В современный период природные экосистемы подверглись почти полной замене их на агрокультурные. Так, сельскохозяйственные угодья занимают 80% от общей площади зоны (25 млн га), из них 70% принадлежит пашне (22 млн га) и только 10% - сенокосам и пастбищам (3 млн. га), 5% - занято под различные населенные пункты, 15% (4,4 млн га) отчуждено под транспортные магистрали, промышленные объекты, отвалы, разработки и т. д.
Согласно опубликованным данным ('Сельское хозяйство 'СССР', 1970) структура посевных площадей на исследуемой территории следующая, в %:
зерновые - 50%; сахарная свекла - 4%; подсолнечник - 9%; кукуруза на силос - 17%; травы многолетние - 5%; травы однолетние - 9%; чистые пары - 6%.
Таким образом в зоне лесостепи в доисторический период в биологический круговорот вовлекалось примерно в 30 раз больше биофильных элементов, чем их уходило в геологический круговорот (табл, 9). При этом количество азота, фосфора и калия, поступавших в геологический круговорот, было в сотни раз меньше по сравнению с величиной их вовлечения в биологический круговорот. I
В современный период количество биофильных элементов, обращающихся в биологическом круговороте, всего лишь вдвое выше их выноса в геологический круговорот, причем из-за наличия твердого стока резко сузилось соотношение в количествах N, Р и К, поступающих в биологический и геологический круговороты. Вследствии эрозии и отчуждения урожая почвы плакоров лесостепи ежегодно теряют примерно столько же минеральных элементов, сколько их вовлекается в биологический круговорот. Эти потери далеко не полностью компенсируются внесением удобрений.

<< | >>

↑

Источник: Ковда.В.А. БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ В БИОСФЕРЕ. 1976

Еще по теме Лесостепная зона:

- Геоэкология - Горно-геологическая отрасль - Обращение с отходами - Промышленная экология - Ресурсосберегающие технологии - Теория эволюции - Экологический менеджмент - Экологический мониторинг - Экология - Экология почв и агроэкология -

- Абитуриентам и школьникам - Бизнес-литература - География - Гуманитарные дисциплины - Для школьников и абитуриентов - Журналистика и СМИ - Исторические науки и археология - Конфликтология - Культурология - Литература по недвижимости - Медицинская литература - Менеджмент и маркетинг - Политология - Право - Психология и педагогика - Публицистика - Студентам и аспирантам - Технические науки - Физика - Физическая культура и спорт - Философские науки - Философы - Экология и природопользование - Экономика - Языки и языкознание -