Мониторинг почв Гянджа-Казахского кадастрового района (Азербайджан)

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 8. №10. 2022

УДК 631.47                                       

Мониторинг почв рассматривается как подсистема экологического мониторинга, позволяющая осуществлять сбор, интеграцию и геопространственный анализ данных, полученных с помощью дистанционного зондирования, с другими экологическими и социальными данными [1]. Мониторинг земель осуществляется с целью своевременного выявления изменений, происходящих в землях, их оценки, предупреждения и ликвидации

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 8. №10. 2022 последствий негативных процессов, прогнозирования их развития. Многие исследователи определили понятие и уровни мониторинга, разработали классификацию его систем по объектам наблюдения [2–4].

В последние десятилетия мониторинг окружающей среды и сельскохозяйственный мониторинг быстро развивались как в теории, так и на практике. Это связано с экспоненциальным ростом интернет-технологий, дистанционного зондирования Земли, активных оптических систем, наземной спектроскопии, использования лазерных импульсов для получения информации об удаленных объектах (LiDAR), использования мобильных устройств и автоматизированных сенсорных систем. Со всеми вышеперечисленными земельными ресурсами все более совершенствуются системы управления, полученная информация распространяется без ограничений, что особенно важно для разработки мероприятий по охране природы и восстановлению нарушенных человеком земель. Однако существует необходимость в совершенствовании методов хранения, управления и анализа земельных данных в странах. Основные исследования, связанные с почвенно-экологическим мониторингом, проводились на территории государств СНГ под руководством академика Я. А. Исраэля [5], учитывая незаменимую роль почвенно-экологического мониторинга в области охраны почв и защиты. Многочисленные исследования в этом направлении проводятся учеными всего мира [6–10].

Решение проблем, связанных с деградацией земель, связано с совершенствованием технологий охраны и повышения биологической продуктивности сельскохозяйственных угодий, развитием землеустройства, землепользования и охраны земель, созданием эффективных организационно-правовых механизмов управления сельскохозяйственными угодьями. Эффективное решение этих задач основано на развитии системы государственного мониторинга земель и формировании государственных информационных ресурсов, в результате получения своевременной и актуальной информации о состоянии земель. В настоящее время в нашей республике сформирована система почвенно-экологического мониторинга, научные основы которой были заложены и развиты в работах Г. Ш. Мамедова и других ученых [11].

Как известно, земельная реформа проводится в нашей республике с 1996 года, среди многочисленных законов, принятых в связи с этим, был также принят закон «О земельном кадастре, мониторинге земель и освоении земель», а также «Земельный кадастр и мониторинговая наука». Также был создан Продюсерский центр». Министерство экологии и природных ресурсов также посчитало вопрос экологического мониторинга одним из приоритетных направлений и создало ведомство «Национальная служба экологического мониторинга». Этот отдел осуществляет мониторинг почвы, воды и атмосферного воздуха, а также радиоэкологический мониторинг на национальном уровне. Все это свидетельствует о том, что экологический мониторинг в нашей республике в новом тысячелетии осуществляется в полной мере на государственном уровне. Государство осуществляет регулярный мониторинг как частных, муниципальных, так и государственных земель, что, в свою очередь, позволяет своевременно выявлять негативные изменения на землях и осуществлять меры по предотвращению их деградации.

Известны работы ряда исследователей по почвенно-экологическому мониторингу: Г. Ш. Мамедова [11], С. З. Мамедовой [12]. Научное направление почвенно-экологического мониторинга в Азербайджане возглавляет академик Г. Ш. Мамедов [11].

Г. Ш. Мамедов [11] предложил применять бассейновый принцип проведения почвенноэкологического мониторинга в пределах республики; для этого он разделил территорию республики на 40 речных бассейнов, выделил внутри речных бассейнов почвенноэкологические районы и взял их за районы наблюдения.

В качестве объекта исследования приняты земли Гянджа-Казахского кадастрового района Азербайджана, общей площадью 461201,92 га. Исследования проводились в течение 2017-2020 гг., физико-химические анализы проб почв, взятых с опорных пунктов, проводились по следующим методикам: гранулометрический состав — по Качинскому; гигроскопический влага термическим методом; полная влагоемкость — по методу Д. И. Иванова; гумус — по методу И. В. Тюрина; общий азот методом Кьельдаля; по методу общего фосфора — А. М. Мещерякова; реакция окружающей среды — рН-метром; окарбоначенность определяли кальциметром. При проведении экологического мониторинга почв использовалась методика Г. Ш. Мамедова [11].

Анализ и обсуждение

Гянджа-Казахский кадастровый район считается одним из регионов Азербайджана, который длительное время сильно подвергался антропогенному воздействию. Поскольку почвенно-климатические условия этого кадастрового района очень подходят для сельскохозяйственного использования, здесь ведется интенсивное земледелие, выращиваются виноград, зерновые, овощи, бахчевые и другие сельскохозяйственные культуры.

Применение интенсивного земледелия в случаях несоблюдения правильных агротехнических и мелиоративных мероприятий приводит к деградационным процессам в почве (снижение плодородия, засоление, засоление, эрозия и др.). В связи с этим на основе методики Г. Ш. Мамедова [11] был проведен экологический мониторинг на 3-х земельнокадастровых микрорайонах, выделенных в границах Гянджа-Казахского кадастрового района. Сероватые горно-коричневые и обыкновенные горные серо-коричневые (каштановые) почвы в земельно-кадастровом микрорайоне I; обыкновенные серо-коричневые (каштановые) и светло-серо-коричневые (каштановые) почвы в земельно-кадастровом микрорайоне II. В качестве объектов мониторинга выбраны аллювиально-луговые почвы III земельнокадастрового микрорайона. Количество и запас гумуса, азота (%, т/га), количество фосфора (%), общее количество поглощенных оснований (мг-экв), количество физической глины и карбонатов (%), значение рН, для определена изменчивость выбранных типов почв по годам.

Согласно методике, материалы исследований, собранные для мониторинга земель Гянджа-Казахского кадастрового района, были сгруппированы в рамках 3-х исторических этапов, охватывающих период в 50 лет: 1970–1986 гг.; 1996–2000 и 2017–2021 годы. Проведен сравнительный анализ имеющихся материалов и определены характер и направленность изменений почвенного покрова района исследований за 50 лет.

I этап (1970–1986 гг.) — результаты Ф. Г. Ахундова [13], Р. Г. Аслановой [14] и др. исследований [15, 16];

II этап (1996–2000 гг.) — материалы исследований А. Д. Бабаевой [17] и Азербайджанского государственного института землеустройства [18, 19];

III этап (2017–2021 гг.) — результаты частных исследований и материалы почвенных исследований Гёйгёльского регионального центра агентства аграрных услуг [20, 21].

Мониторинг земель I земельно-кадастрового микрорайона

Результаты мониторинга, проведенного на горных серо-коричневых и обыкновенных горных серо-коричневых (каштановых) почвах почвенно-кадастрового микрорайона I, наглядно показывают, что плодородие обоих типов почв снизилось, поэтому содержание гумуса, являющегося основным показателем плодородие в серовато-горно-коричневых почвах уменьшилось, количество увеличилось с 3,34% до 2,84% (-11,1 т/га) за 50 лет, а в

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 8. №10. 2022 обыкновенных горных серо-коричневых (каштановые) с 3,9% до 3,07% (-11,1 т/га) почвы. Наблюдается также снижение других показателей плодородия (содержание азота и фосфора): с 0,21% до 0,16%.

По сумме поглощенных оснований в серовато-горных буро-коричневых почвах произошло снижение с 38,4 мг-экв до 31,06 мг/экв (-7,34 мг-экв), в обыкновенных горных серо-коричневых (каштановых) почвах — 29 мг/экв. Наблюдалось увеличение на 2 мг/экв. Результаты мониторинга показывают, что эти почвы за 50 лет подверглись сильной аридизации, увеличилась окарбоначенность почв, а реакция почвенного раствора изменилась от слабокислой и нейтральной до слабощелочной и щелочной с до 14,79% (+11,3%), а реакция почвенного раствора увеличилась с 6,7 до 8,0 (+2,3).

По показателям механического состава почвы за период наблюдений увеличилась глинистость почвы: с 42% до 53% (+11%) в серых горно-коричневых почвах и с 45% до 55% в обыкновенные горные серо-коричневые (каштановые) почвы до (+10%) (Таблица 1), это свидетельствует о том, что почва подвержена пересыханию вследствие интенсивной обработки.

МОНИТОРИНГ ЗЕМЕЛЬ I ЗЕМЕЛЬНО-КАДАСТРОВОГО МИКРОРАЙОНА

Таблица 1

Остепненные серо-коричневые (каштановые)	Обыкновенные горные серо-коричневые (каштановые)
1970–1986     1996–2000     2017–2021	1970–1986     1996–2000     2017–2021

Vo

M

Vo

M

Vo

M

Vo

M

Vo

M

Vo

M

<0,01 мм, % (0–100 см)

37-46	42	27-35	32	45,28 60,40	53,19    42-47     45	34-37	34	44,68 62,72	55,33
Гумус, % т/га (0–20 см)
3,18-	3,34	3,0-3,2	3,1	2,24-	2,84    3,2-4,4    3,9	2,9-3,3	3,2	2,52-	3,07
3,51				4,13				3,95
70,60-	74,15	66,60-	68,82	49,73-	63,05   76,16-   92,82	69,02-	76,16	59,98-	73,07
77,92		71,04		91,69	104,72	78,54		94,01
Азот, % т/га (0–20 см)
0,19-	0,21	0,17-	0,18	0,12-	0,16     0,20-     0,21	0,17-	0,16	0,12-	0,17
0,23		0,20		0,20	0,23	0,18		0,25
4,22-	4,66	3,77-	4,0	2,66-	3,55     4,76-     5,0	4,05-	3,81	2,86-	4,05
5,11		4,44		4,44	5,47	4,28		5,95
Фосфор, % (0–20 см)
0,16-	0,17	0,15-	0,16	0,12-	0,16     0,19-     0,21	0,18-	0,20	0,12-	0,16
0,19		0,18		0,18	0,24	0,23		0,21
				СПО,	мг-экв/100 г (0–20 см)
35,87-	38.40	30,2-	32,6	25,7-	31,06    27-30     29	28,4-	28,6	28,0-	31,15
41,01		33,2		35,9		28,7		37,6
CaCO 3 , % (0–100 см)
1,5-6,3	3,49	2,35-	7,59	11,86-	14,79    3,43-     6,34	3,90-	10,12	12,52-	18,65
		11,03		16,93	10,88	14,15		22,08
pH (0–100 см)
6,7-6,8	6,7	6,8-7,0	6,9	7,8-8,3	8,0     7,2-8,05   7,6	7,8-8,0	7,9	7,8-8,3	8,1

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 8. №10. 2022

Мониторинг земель II земельно-кадастрового микрорайона

Земли II земельно-кадастрового микрорайона занимают наибольшую площадь (52,14%) в Гянджа-Казахском кадастровом районе. Обыкновенные и светло-серо-коричневые (каштановые) почвы, распространенные в равнинной зоне, более полувека очищаются от естественных биоценозов, распахиваются и возделываются под пашню, интенсивно возделываются с применением орошения.

Если посмотреть на результаты почвенного мониторинга данного земельно-кадастрового микрорайона, то наблюдается постепенное снижение показателей плодородия обыкновенных и светло-серо-коричневых (каштановых) почв. Так, процентное содержание гумуса в обыкновенных серо-коричневых (каштановых) ) почв составляет 2,53% с 2,59% (-0,06%), а в светло-серо-коричневых (каштановых) почвах уменьшилась с 2,3% до 2,0% (-0,3%), если сравнивать с почвами кадастрового микрорайона, мы видим, что почвы предгорной зоны более деградированы, чем равнинная зона (гумус — 0,83%), такая же тенденция наблюдается по количеству азота (уменьшение -0,03%), что касается количества фосфора, то оба типа почв снижение (-0,1–0,2%) наблюдалось в течение 30 лет, а увеличение (+0,1%) в течение последних 20 лет (Таблица 2).

Резкое снижение количества поглощенных оснований в исследованных почвах наблюдалось в интервале 1970–2000 гг. (-5-10 мг-экв), при этом скорость снижения снижалась в течение последних 20 лет (-4 мг-экв). Увеличение количества карбонатов в почвах было (+0,63+2,91%) в первые 30 лет и сильнее в последние 20 лет (+6,26+7,34%). В течение всего периода наблюдения наблюдалось постепенное увеличение значения рН, щелочность почвы увеличилась до +0,5+0,7. Наблюдаемый прирост количества физических глинистых частиц почвенно-кадастровых почв II микрорайона выше в светло-серо- коричневых (каштановых) почвах на +14,8%, чем в обычных серо-коричневых (каштановых) почвах (+2,4%), т. е. что светло-серо- коричневые (каштановый) определяется тем, что почвенный подтип подвержен большему выветриванию, чем обычный подтип.

Таблица 2 МОНИТОРИНГ ЗЕМЕЛЬ II ЗЕМЕЛЬНО-КАДАСТРОВОГО МИКРОРАЙОНА
Остепненные серо-коричневые (каштановые)			Обыкновенные горные серо-коричневые (каштановые)
1970–1986	1996–2000	2017–2021	1970–1986	1996–2000	2017–2021
Q      M з:	Q     M s ve>	Q       M s ve>	Q      M	Q      M	Q      M
<0,01 мм, % (0–100 см)
50-60     55	40-50     45	45,24-    57,42	34,2-     44	28-33     31	46,68-    58,89
		63,76	54,4		66,08
Гумус, % т/га (0–20 см)
2,01-     2,59	2,11-     2,52	2,28-     2,53	2,0-2,6     2,3	2,14-     2,29	1,20-     2,00
3,30	2,93	3,42		2,44	2,57
48,24-   62,16	50,64-   60,48	54,72-   60,72	48,0-     55,2	51,36-   54,96	28,8-     48,0
79,20	70,32	82,08	62,4	58,56	61,68
Азот, % т/га (0–20 см)
0,18-     0,19	0,17-     0,18	0,13-      0,16	0,12-     0,14	0,12-     0,13	0,10-     0,14
0,20	0,19	0,21	0,17	0,15	0,17
4,32-4,8   4,56	4,08-     4,32	3,12-     3,84	2,88-     3,36	2,88-3,6   3,12	2,4-4,08   3.36
	4,56	5,04	4,08

Остепненные серо-коричневые             Обыкновенные горные серо-коричневые

(каштановые)                               (каштановые)

1970–1986		1996–2000		2017–2021      1970–1986	1996–2000		2017–2021
	M	Vo	M	Q       M  Q      M 1                         3:	Vo	M	Vo	M
Фосфор, % (0–20 см)
0,150,17	0,16	0,180,20	0,14	0,11-     0,15     0,14-     0,15 0,20              0,16	0,120,14	0,13	0,110,18	0,14
СПО, мг-экв/100 г (0–20 см)
30-46	38	26-29	28	21,5-    24,36    27,6-     31,6 32,4              33,6	26,59 28,73	26,66	18,2 24,3	21,70
CaCO 3 , % (0–100 см)
6,31 12,27	9,08	5,34 11,36	9,71	10,80-     17,05    5,33-    10,55 20,41               13,74	7,1416,0	13,46	13,50 24,63	19,72
pH (0–100 см)
7,3-7,5	7,4	7,0-7,4	7,2	8,0-8,3    8,1      7,6-7,9    7,7	8,0-8,2	8,1	8,0-8,3	8,2

Мониторинг земель III земельно-кадастровый микрорайона

В качестве объектов мониторинга нами выбраны аллювиально-луговые почвы из III почвенно-кадастрового микрорайона, который охватывает Чайбасар и равнинные лесные угодья и территория которого составляет небольшую часть кадастрового района, всего 1,52%. Изменение тренда всех показателей плодородия свидетельствует о том, что аллювиальнолуговые почвы сильно деградировали за последние 50 лет; так, количество гумуса — 1,05%, запас — 24,34 т/га, количество азота — 0,12%, запас — 2,79 т/га, количество фосфора — 0,1%, количество поглощенных оснований — уменьшилось до 9,82 мг-экв (Таблица 3).

III ЗЕМЕЛЬНО-КАДАСТРОВЫЙ МОНИТОРИНГ ЗЕМЕЛЬ МИКРОРАЙОНА

Таблица 3

Почвы	аллювиально-луговые почвы
	1970–1986		1996–2000		2017–2021
	Изменение	M	Изменение	M	Изменение	M
<0,01 мм, % (0-100 см)	29-46	37	31,77-44,13	38,85	23,40-49,68	38,74
Гумус, %	2,9-4,2	3,6	1,74-3,58	3,07	1,96-3,32	2,55
т/га (0-20 см)	67,28-97,44	83,52	40,37-83,06	71,22	45,47-77,02	59,16
Азот, %	0,20-0,37	0,28	0,18-0,26	0,22	0,13-0,21	0,16
т/га (0-20 см)	4,64-8,58	6,50	4,18-6,03	5,10	3,02-4,87	3,71
Фосфор, % (0-20 см)	0,22-0,28	0,25	0,18-0,25	0,20	0,12-0,22	0,15
СПО, мг-экв/100г (0-20 см)	28-45	38	21,0-35,8	32,5	19,82-30,15	25,18
CaCO 3, % (0-100 см)	5,2-8,83	7,9	5,71-10,20	8,66	8,60-14,07	11,23
pH (0-100 см)	7,3-7,8	7,6	7,5-7,8	7,7	7,3-8,0	7,7

В аллювиально-луговых почвах отмечено незначительное увеличение количества карбонатов (+2,4%), реакция почвенного раствора увеличилась на 0,1 ед. за 30 лет и не изменилась за последние 20 лет. По гранулометрическому составу эти почвы средне- и тяжелоглинистые, изменений за период наблюдений мало (+1,74%). Сравнение результатов мониторинга почв по всем трем земельно-кадастровым микрорайонам Гянджа-Казахского кадастрового района показывает, что наиболее деградированы аллювиально-луговые почвы.

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 8. №10. 2022

Это связано с неправильным соблюдением агротехнических и мелиоративных правил по сохранению плодородия при интенсивном возделывании этих земель.

Во всех почвах снизились основные показатели плодородия: гумуса (-0,06–1,05%), азота (-0,2–0,5%) и суммы поглощенных оснований (-4–9,82 мг-экв), повысилась карбонатность почв (+3,4+11,3%). ), повысилась щелочность почвы (+0,1+0,7) и ухудшился механический состав (+1,74+14,8%).

По результатам мониторинга земель Гянджа-Казахского кадастрового района составлен план мероприятий, направленных на повышение плодородия почв территории (повышение плодородия почв, увеличение площади виноградников, предотвращение засоления почв и эрозии почв).