<<
>>

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.



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.
<< | >>
Источник: Ковда.В.А. БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ В БИОСФЕРЕ. 1976

Еще по теме Лесостепная зона:

  1. Степная зона
  2. Американская «зона слепоты»
  3. Контактная зона романа
  4. Глава 11. Две Испании: республика и «национальная зона» в первой половине 1937 года
  5. Природные условия
  6. Общая характеристика
  7. 3.7. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ МГД НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ БЕЗОСТАНОВОЧНОЙ РАБОТЫ МГД
  8. Внутренние различия
  9. ЛАНДШАФТНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ЗОНЫ И ЗОНАЛЬНЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА
  10. 3.2 МЕТОДЫ УСКОРЕНИЯ ДОСТУПА К ДАННЫМ