Лесостепная зона
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 | | | | |
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.
Еще по теме Лесостепная зона:
- Степная зона
- Американская «зона слепоты»
- Контактная зона романа
- Глава 11. Две Испании: республика и «национальная зона» в первой половине 1937 года
- Природные условия
- Общая характеристика
- 3.7. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ МГД НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ БЕЗОСТАНОВОЧНОЙ РАБОТЫ МГД
- Внутренние различия
- ЛАНДШАФТНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ЗОНЫ И ЗОНАЛЬНЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА
- 3.2 МЕТОДЫ УСКОРЕНИЯ ДОСТУПА К ДАННЫМ
-
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 -