ИСТИНА

Рациональное землепользование на фоне растущих по значимости и масштабам экологических проблем представляет собой важный аспект устойчивого развития России. Обладая самым обширным земельным фондом в мире, отличающегося к тому же чрезвычайно высоким разнообразием, наше государство может использовать свои почвенные ресурсы как один из важнейших факторов достижения технологического суверенитета. Полученные коллективом ученых кафедры географии почв и кафедры земельных ресурсов и оценки почв данные, позволяющие существенно расширить почвенно-ресурсную базу страны, включают информацию по регионам России, испытывающим значительный антропогенный прессинг, как агрогенного (бассейн Оки), так и техногенного характера (Московский мегаполис, центр Западной Сибири, степное Заволжье). В число важнейших почвенно-экологических проблем, представленных в настоящем отчете, входят почвенно-экологическое районирование, анализ структуры почвенного покрова заболоченных территорий таежной зоны, специфика дыхания почв озелененных территорий городов, экологическое состояние почв при использовании сточных вод, экологическое нормирование в условиях нефтезагрязнения почв степных и лесостепных районов, функционирование почвенных информационных систем федерального и регионального уровней. Выполненное почвенно-экологическое районирование Окского бассейна, заложив основы для рационального использования природного потенциала территории, позволяет разрабатывать подбор систем земледелия, адоптированный к ландшафтным условиям выделенных единиц районирования, а также прогнозировать развитие ландшафтов с учетом региональной специфики почвенного покрова. Выделенные округа сочетаются с основными типами морфодинамических структур, включая возвышенности, низменности. В свою очередь, границы районов являются динамичной величиной, отражающей современное состояние изучаемой территории, состав почвенного покрова, эрозионный потенциал, сельскохозяйственное использование. Проведенный на основе почвенно-экологического районирования бассейна реки Оки анализ землепользования показывает динамику пастбищно-пахотных земель, что дает возможность разрабатывать пути повышения эффективности их использования. Установлено изменение фракционного состава соединений тяжелых металлов (ТМ) в дерново-подзолистой супесчаной почве, загрязненной в результате применения осадка сточных вод (в течение ряда лет до 1990 г.) и находящейся последние 10 лет в залежном состоянии. При инокуляции почв ризосферными бактериями происходит увеличение содержания подвижных и связанных с органическим веществом соединений кадмия. Для соединений цинка, меди и свинца отмечено также значительное увеличение содержания этих элементов во фракциях, связанных с соединениями железа. Одновременно наблюдается снижение содержания кадмия в надземной части растений пшеницы для вариантов, инокулированных бактериями P. fluorescens 21 в 2, 8 раза и в 1,9 раза для вариантов с P. putida 23. Содержания цинка снизилось в надземной части растений пшеницы для вариантов с внесением бактерий P. fluorescens 21 в 1,8 раза, а в вариантах с P. putida 23 в 1,4 раза. Изменилось соотношение содержания элементов в корнях и надземной части растений при инокуляции ризосферными бактериями. Значительно увеличилось содержание ТМ корневой системе растений пшеницы и уменьшилось в надземной части растений. Максимальную разницу наблюдали для наиболее токсичного элемента - кадмия превышение содержания которого в корнях растений пшеницы над содержанием в надземной части растений составляло 1:9 без обработки бактериями и 1:18 - при инокуляции P. fluorescens 21 и 1:12 при инокуляции P. putida 23, можно предположить, что бактерии способствуют увеличению барьерной функции растений и их устойчивости к загрязнению почв. Отмечено также увеличение биомассы растений пшеницы на 10-12% в вариантах, обработанных ризосферными бактериями. Таким образом, соотношение содержания элементов в корнях и надземной части растений является характеристикой барьерной функции растений и их устойчивости к загрязнению почв, причем бактерии способствуют увеличению барьерной функции растений и их устойчивости к загрязнению почв. Исследования по структуре почвенного покрова заболоченной равнины северотаежной подзоны Западной Сибири (бассейн р. Казым) показали, что она отличается высокой неоднородностью, связанной, в первую очередь, со значительным педоразнообразием болотных ландшафтов. Почвенный покров изученных таежных участков, по сравнению с территорией центральных Сибирских Увалов, напротив, характеризуется меньшей неоднородностью. Предложенные ранее дополнения к систематике торфяных почв позволили выделить в составе почвенного покрова мезотрофные торфяные почвы, олиготрофные влажные регрессивные (почвы “черных мочажин” и озерков), расширенный спектр видов по ботаническому составу торфяного горизонта. В легенде к 34 картам почвенных ключей в масштабе 1 : 5000, охватывающих площадь 595.86 га, выделено 33 единицы почвенного картографирования, из которых 30 относятся к болотам. Среди единиц картографирования были выделены ЭПА, а также почвенные комбинации, включающие сочетания, комплексы, пятнистости и мозаики. Выделение в ландшафтах олиготрофных болот пятнистостей по ботаническому составу торфа и комплексов с участием влажных регрессивных торфяных почв в настоящее время приобретает большое значение, поскольку компоненты, входящие в эти комбинации, резко различаются по скорости минерализации органического вещества и, соответственно, по целому ряду свойств торфа. Свою лепту в неоднородность почвенного покрова вносят ареалы мезотрофных почв, характеризующиеся широким спектром таксонов на видовом уровне не только по ботаническому составу торфа, но и по мощности торфяной толщи и степени разложения торфа. По доле торфяных мезотрофных почв в составе почвенного покрова болот изученная равнинная территория в бассейне р. Казым близка к среднетаежной подзоне Западной Сибири. Площади контуров, занятых комплексами торфяных олиготрофных и мезотрофных почв на аапа болотах (5.34%), не подтверждают их широкого распространения, на которое указывает почвенная карта РФ в масштабе 1 : 2.5 млн. под редакцией В.М. Фридланда (1988 г.). Было выявлено определенное влияние фактора урбанизации на дыхание почв, имеющие ряд следующих особенностей: 1. В пик вегетационной активности максимальная эмиссия СО2 наблюдалась из серых почв с наименьшим и средним влиянием факторов урбанизации. Выделение углекислого газа с поверхности антропогенно-преобразованных серогумусовых почв было минимальным, несмотря на высокое содержание микробной биомассы. 2. Сезонная динамика эмиссии CO2 из почв участков с разным сочетанием факторов урбанизации имела одинаковые закономерности за три года мониторинга: интенсивность процесса зависела от температуры и летом была в 1,5-5 раз выше, чем осенью. В природных почвах отмечалось более контрастное снижение эмиссии СО2 от лета к осени, чем в антропогенно-преобразованных. Осенью выделение СО2 из антропогенно-преобразованных почв, как правило, было в 1,5-4 раза больше, чем из природных, то есть в холодный период они были более опасным источником СО2 в атмосферу, который не компенсируется поглощением в процессе фотосинтеза. 3. Средние и медианные значения эмиссии, базального дыхания и микробной биомассы почв были сопоставимы для участков площадью 1м2 (5 точек) и 12 м2 (20 точек). Коэффициент вариации показателей дыхания почв был наименьшим на участках с минимальным влиянием факторов урбанизации. На 20-ти точках на природных почвах коэффициент вариации снижался, на антропогенно-преобразованных – увеличивался по сравнению с 5 точками. 4. Пространственная неоднородность эмиссии СО2 на участке Битцевского лесопарка, расположенного вблизи автодорог и жилых домов, определялась сочетанием содержания углерода органического вещества почв, реакции среды, базального дыхания и признаков антропогенного нарушения поверхности почв. На окраинах лесопарка наибольшая эмиссия СО2 соответствовала участкам с повышенным содержанием органического вещества и слабокислой реакцией среды. В средней и дальней частях лесопарка эмиссия СО2 соответствовала распределению базального дыхания почв, которое уменьшалось в местах, подверженных захламлению бытовым мусором. 5. Запечатывание поверхности на озелененных территориях может способствовать усилению эмиссии СО2 из непосредственно прилегающих к ней почв в 1,5-2 раза по сравнению с незапечатанными территориями за счет боковой диффузии газа. Специальные исследования по разрушению полевых шпатов крупных фракций подзолов, проведенные на северо-востоке Костромского Заволжья в подзоне южной тайги, указывают, что оно имеет наиболее выраженный характер в тонкопесчаной фракции подзолистого горизонта. При этом значительная потеря в этом горизонте валового содержания таких элементов как калий, кальций и алюминий может свидетельствовать о поступлении в почву элементов минерального питания. Однако, для более полного раскрытия темы в дальнейшем необходимо расширение перечня объектов исследования с учетом разнообразия природных условий. Предложена модель экологического нормирования нефтезагрязненных почв по изменению биогеоценотической функции, определяемой по сухой биомассе выращенных на этих почвах растений. В вегетационном опыте были использованы семяна пшеницы и гороха для нормирования нефтепродуктов в почвах после испарения летучих фракций в ходе проведения рекультивационных работ. ДОСНП в Чт с содержанием гумуса ~ 12,8%, среднесуглинистого состава составляет 1,2 г•кг-1; ДОСНП в Чю с содержанием гумуса ~ 7,6%, тяжелосуглинистого состава составляет 0,5 г•кг-1; ДОСНП в Чв с содержанием гумуса ~ 9,8%, легкосуглинистого состава составляет 1,1 г•кг-1. Разработка основ функционирования почвенных информационных систем федерального и регионального уровня позволила сформулировать следующие основные принципы: 1. Децентрализации сбора и хранения почвенной информации, использование для этих целей распределенной сети региональных дата центров. 2. Аккумуляции почвенных данных по месту их получения, т.е. в региональных почвенных дата центрах. 3. Участие различных организаций, генерирующих мониторинговую информацию, осуществляющих векторизацию и наполнение баз архивных данных, выполняющих обработку данных дистанционного зондирования (ДДЗ), разработку алгоритмов и пространственно-статистический анализ. 4. Возможность генерирования информации – «по запросу» в стандарте GeoRSS (основанном на стандартах OGC). 5. Использование, наряду с коммерческими продуктами, программных комплексов с открытым исходным кодом и почвенно-природной, административно-аграрной информации, находящейся в открытом доступе. 6. Совместное использование разнородных материалов «почвенного наследия», актуальных (почвенных и агрохимических) данных и административно-аграрной информации, находящейся в открытом доступе. 7. Формирование программного обеспечения, ориентированного на специфику сбора данных в региональных дата центрах. 8. Использование набора алгоритмов отвечающим региональным особенностям объекта исследования. 9. Пополнение региональных дата центров на основе управления проектами, связанными с их профессиональными задачами: ведения перечня проектов, оцифровка материалов проекта, обязательное занесение результатов проекта в базу данных регионального дата центра. 10. Хранение в региональных дата центрах данных на одну дату, отсутствие дублирование информации и централизованное редактирование данных администратором центра. 11. Получение клиентом результата - среза актуальной (архивной) информации для заданной зоны, размеры который определяются правообладателем информации.