Изменение значений почвенно-экологического индекса межгорных степных котловин Горного Алтая в связи с нарастанием аридности

Межгорные котловины Горного Алтая являются уникальным природным образованием. Каждая из них характеризуется только ей свойственным набором физико-географических условий, позволяющих утверждать, что одна котловина всегда отлична от другой и является неповторимой.

Цель работы: проведение экологогеографической оценки почвенного покрова межгорных степных котловин Горного Алтая в связи с нарастанием аридности.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

• 1.    Изучить условия почвообразования (геолого-геоморфологическое строение, гидрологию, почвообразующие породы, климат и растительность) и их влияние на пространственную дифференциацию почвенного покрова котловин.

• 2.    Провести эколого-географический анализ почвенного покрова трех межгорных степных котловин с учетом нарастания аридности.

• 3.    Изучить морфогенетические и физикохимические свойства почв межгорных степных котловин.

• 4.    Рассчитать почвенно-экологический индекс исследуемых котловин.

Большую роль в формировании почвенного покрова Горного Алтая играет сложность и мозаичность климатов, обусловленная особенностями строения рельефа. В качестве объектов исследования были взяты три межгорные

межгорная котловина, климатические пара- степные котловины: Уймонская, Курайская и Чуйская. Выбор данных объектов был обусловлен тем, что главной задачей явилось рассмотрение почвенного покрова этих котловин при нарастании аридности, демонстрирующего переход от почти оптимального увлажнения к засушливым условиям. При проведении исследований нами использован ряд методов научного познания: сравнительно-географический, химико-аналитический, метод почвенно-экологической оценки с расчетом ПЭИ. Использование сравнительно-географического метода позволило нам сравнить организацию почвенного покрова выбранных ключевых участков и географо-экологическую обстановку как в целом, так и с учетом нарастания степени арид-ности. В полевых условиях нами был проведен отбор почвенных образцов в трехкратной повторности. В Уймонской котловине отбор образцов производился на черноземах обыкновенных и южных; в Курайской на темнокаштановых и каштановых почвах; в Чуйской котловине – на каштановых и светло-каштановых почвах.

На основании как полученных нами, так и литературных данных, была проведена почвенно-экологическая оценка свойств почв и гидротермических показателей 3 изучаемых нами межгорных степных котловин. В основу её положен расчет почвенно-экологического индекса (ПЭИ), который является комплексным показателем состояния почв. Проведенная почвенно-экологическая оценка заключалась в дифференцированном подходе к охране и использованию отдельных типов почв с учетом их особенностей; является ключевым принципом в использовании земель.

Каждая исследуемая котловина является обособленным геоморфологическим районом, включающим в основном следующие элементы рельефа: обширные подгорные шлейфы, конусы выноса многочисленных притоков и временных водотоков, речные долины, состоящие из пойменной и нескольких надпойменных террас, территорий с моренными всхолмлениями [1]. Геоморфологические особенности Горного Алтая определяют характерные черты его климата, растительного покрова, почвообразующих пород и в целом всего комплекса экологических факторов, влияющих на формирование почвенного покрова и основные закономерности распределения почв.

В Центральной части Горного Алтая на абсолютной высоте 850-1100 м располагается Уймонская котловина. Она вытянута вдоль русла р. Катуни на 40 км и имеет ширину 10 км. Горным обрамлением котловины служат два крупных хребта: с юга она окаймлена Ка-тунским хребтом, имеющим наибольшие высоты от 3145 до 4506 м, с севера – Терехтин-ским, имеющим наибольшие высоты от 2821 до 2927 м [1]. Климатические особенности Уймонской котловины характеризуются ярко выраженной континентальностью. Эта котловина отличается низкими среднегодовыми температурами (от –1,1 до –2,0оС). Абсолютный минимум здесь составляет –46оС, абсолютный максимум 28оС [2]. Cумма температур не ниже 10оC равна примерно 1500-1550оС. А сумма температур за период с температурами ниже –10оС – 2200-2800оС. Среднегодовое количество осадков составляет 450-500 мм. Среднемесячный коэффициент увлажнения за вегетационный период – 0,7-0,8 [2].

Курайская межгорная котловина расположена в Юго-Восточной провинции Горного Алтая в среднем течении р. Чуя на высоте от 1200 до 1500 м над уровнем моря примерно 20 км в диаметре. Она представляет собой плоское днище, образованное системой террас р. Чуя, сложено песчано-галечниковыми озёрными отложениями, перекрытыми по бортам мореной. Окаймлена двумя хребтами: с юга Северо-Чуйским хребтом, имеющим наибольшую высоту до 4173 м; с севера – Курайским хребтом, имеющим абсолютную высоту – до 3412 м [1]. Также в Юго-Восточной провинции Горного Алтая расположена Чуйская котловина, представляет собой наиболее обширную межгорную депрессию, она располагается па абсолютной высоте 1750-1900 м, имеет форму овала, протяженность с запада на восток около 70 км и с севера на юг около 40 км. Чуйская котловина со всех сторон ограничена горными хребтами: Курайским (до 3412 м) на севере, Северо-Чуйским хребтом (до 4170 м) на северо-западе, Южно-Чуйским (до 3958) на юго-западе; с юга хребтом Сайлюгем (до 3580), и наконец хребтом Чихачева (до 3505 м) на востоке [1].

Климатические особенности Курайской и Чуйской котловин имеют характерные черты экстроконтинентального и криоаридного климата, свойственного сухим и холодным степям соседней Монголии. Курайская котловина характеризуется экстроконтинентальностью, среднегодовая температура составляет от –2,1 до – 4,5оС. Абсолютный минимум здесь составляет –58оС, абсолютный максимум 29,7оС [2]. Сумма температур не ниже 10оС равна примерно 1150-1300оС. Сумма температур за период с температурами ниже –10оС – 2800-3400оС. Среднегодовое количество осадков составляет 250-300 мм. Среднемесячный коэффициент увлажнения за вегетационный период – 0,2-0,3, т.е. скудное увлажнение [2].

Высокогорная сухая Чуйская котловина характеризуется самыми низкими значениями годовых температур, колеблющимися от –4,2 до –8,5оС. Абсолютный минимум здесь составляет –62оС, абсолютный максимум 31оС, сумма температур за период с температурами ниже –10оС – 3000-3600оС [2]. Вместе с тем в режиме увлажнения этого района проявляются особенности криоаридного климата. Среднегодовое количество осадков в Чуйской котловине составляет 90-110 мм. Наибольшее количество осадков – 70-80% от годовой нормы – выпадает в летние месяцы. Коэффициент увлажнения за летний период характеризуется величиной порядка 0,1-0,3 [2].

Для того, чтобы выявить нарастание аридности межгорных степных котловин, необходимо проведение почвенно-экологической оценки исследуемых территорий. Почвенноэкологическая оценка проводится на основании свойств почв и климатических показателей (табл. 1). Во-первых, ПЭИ является интегральным количественным показателем, учитывающим широкий спектр как почвенных, так и климатических характеристик, определяющих агроэкологический потенциал почв и почвенного покрова (коэффициенты увлажнения и континентальности, плотность почвы в метровом слое, гранулометрический состав почв, другие агроэкологически значимые свойства почв). Во-вторых, с помощью ПЭИ возможно сравнение производительной способности (агроэкологического потенциала) оцениваемых почв в единой шкале [3].

Таблица 1. Почвенно-экологическая оценка исследуемых котловин

Расчет почвенно-экологического индекса для почв Уймонской котловины показал, что черноземы обыкновенные имеют определенно несколько большую величину почвенноэкологического индекса, в диапазоне 21,6-25,6 по сравнению с черноземами южными – 19,321,6. Почвы Курайской котловины имеют в целом значительно более низкие показатели почвенно-экологического индекса; из них наибольшей величиной этого показателя характеризуются темно-каштановые почвы – 7,3-11,2; в то время как наименьшим почвенноэкологический индекс является у каштановых почв, он находится в пределах 4,8-10,4. В Чуйской котловине каштановые почвы имеют поч- венно-экологический индекс на уровне 1,510,0; у местных же светло-каштановых почв он составляет 0,9-1,0.

Выводы: величина почвенноэкологического индекса в ряду изучаемых нами котловин (Уймонская-Курайская-Чуйская) явно снижается по мере нарастания черт континентальности, в частности, аридизации, а также было выявлено увеличение комплексности почвенного покрова и контрастности почвенно-экологических условий 2,14; 3,72; 11,51 и 1,17; 1,85; 4,02 соответственно; кроме того, установлено, что значение ПЭИ зависит от взаимодействия процессов почвообразования, характерных для биоклиматических условий каждой из котловин, так как в каждой котловине формируются присущие лишь ей уникальные условия почвообразования. При интенсивном землепользовании, деградации подвергаются в первую очередь такие составляющие плодородия, как содержание гумуса, фосфора и калия, сложение и структура почвенного профиля.