Антропогенное воздействие на почвы в различных условия мегаполиса

2.2 Рельеф

Заилийский Алатау является одним из наиболее крупных хребтов северной цепи Тянь-Шаня. Хребет Заилийского Алатау, простираясь с запада на восток, образует широкую дугу, обращенную выпуклостью на юг. Длина его около 380км, ширина его 30-40км.  Высота хребта в наиболее возвышенной части – 4973м над у.м. /8/.

Для рельефа Заилийского Алатау характерна широкая полоса предгорий или прилавков. Предгорный комплекс рельефа свойствен территории, где тектонические движения (поднятия и опускания) сочетаются с процессами эрозии и аккумуляции. Эти предгорные и равнинные типы рельефа денудации и аккумуляции. На северном склоне Заилийского Алатау развита широкая полоса с наклонными плоскими поверхностями (прилавками), ступенчато спускающаяся к предгорной равнине. /9/.

2.3 Растительность             

Растительность Заилийского Алатау представлен 266 видами. Естественный растительный покров на темно-каштановых почвах предгорий - травянистый и представлен: ковыльно-типчаковыми группировками (ковыль, типчак), обычно с ксерофильным разнотравьем (шалфей, подмаренник, астрагал, ворсянка), сухостепными кустарниками (спирея), полукустарниками (некоторые виды полыни) и саванноидными травами – эфемерами и эфемероидами (костер, осочка, мятлик, мартук). Видовой состав растений предгорий изменен хозяйственной деятельностью человека. /9/

В предгорной зоне на темно-каштановой почве может возделываться широкий ассортимент зерновых, овощных, бахчевых, технических и кормовых культур. Возделывают плодово-ягодные культуры и виноградники.

2.4 Почва

Темно-каштановые почвы распространены в юго-западной и северо-восточных частях Алматинской области. В северо-восточной части Алматинской области в Джунгарском Алатау темно-каштановые карбонатные почвы распространены на 483,5тыс. га. На севере и северо-западе названного горного массива они образуют почти сплошной пояс шириной 20-25км, и распространяются на юго-восточном склоне. Темно-каштановые карбонатные почвы имеют полноразвитый почвенный профиль, ясно дифференцированный на генетические горизонты. Содержанием гумуса в 0-10см слое 3-4%, валового азота - (0,11-0,27%), валового фосфора (0,11-0,17%). По всему профилю имеются соли карбонатов кальция,  в карбонатно-иллювиальном горизонте их содержание 5-9%, рН 6,5-7,5. Темно-каштановые почвы, расположенные на юго-западе Алматинской области, относятся к низкогорной и предгорной степной зоне. Горные темно-каштановые почвы восточной и западной частях Алматинской области и занимают 274,1тыс. га. На Кетменском хребте горные темно-каштановые почвы чаще встречаются в сочетании с горно-степными почвами. Гумуса в них содержится 3,05%, азота – 0,18%, соотношение С: N – 8,7, горные темно-каштановые почвы богаты питательными элементами и более подвержены эрозии.

В пределах Заилийского Алатау полосой с востока на запад распространены темно-каштановые почвы предгорных равнин. В юго-западной части Алматинской области находится 143,5тыс.га Темно-каштановые почвы предгорных равнин бывают карбонатными и выщелоченными: карбонатные темно-каштановые почвы составляют 79,6тыс.га, выщелоченные – 4,5тыс.га, также встречаются эродированные – 59,4тыс.га, в последние годы площади эродированных почв значительно увеличились в условиях орошаемого и богарного земледелия. Грунтовые воды залегают глубоко, поэтому среди темно-каштановых почв не встречаются солонцеватых и засоленных видов. Содержанию гумуса – 3,05%, азота – 0,161%, С: N – 10,9.

Массивы темно-каштановых почв, имеющие благоприятный климатический потенциал, большое количество тепла, света, продолжительный вегетационный период и богатую растительность являются хорошими пахотно-пригодными землями. Темно-каштановые почвы хорошо обеспечены питательными элементами и – составляют лучшие богарные земли /10/.

3 ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВЫ СТАНЦИИ ЮНЫХ НАТУРАЛИСТОВ, ГИМНАЗИИ №60 И ЦЕЛИНЫ.

3.1 Физические свойства почвы

Микроагрегатный состав. Исследуемые почвы опытных участков – темно-каштановые, развитые на лессовидных суглинках, по классификации Качинского /11/, являются средне и тяжелосуглинистыми. Для определения физических и  химических свойств почву отбирали с глубины пахотного слоя: 0-10см, 10-20см, 20-30см.

Микроагрегатный анализ (таблица 1). В почвах станции юных натуралистов агрономически ценные агрегаты < 0,25 составляют 67,8 %, на пришкольном участке 48,4% и на целине 42%.

Таблица 1

Микроагрегатный состав почв

Причиной такой разницы является ежегодная ручная обработка почвы на станции юннатов, которая благотворно влияет на почву.

Водопроницаемость является одним из важных показателей свойств почвы. По градации Н.А. Качинского /11/, водопроницаемость на участке станции юннатов хорошая (67,31-73,75мм/мин за 1 час опыта). Объемный вес в верхнем (0-10см) слое 1,21 г/см3. Увеличение объемного веса произошло за счет орошения.

Водопроницаемость на пришкольном участке за 1 час опыта была 25,00-28,75мм/мин. Водопроницаемость этого варианта характеризуется как удовлетворительная. Это объясняется изменением структурного состояния почв из-за антропогенного воздействия, в результате которых забиваются микропоры и макропоры. Исследования объемного веса  в верхнем (0-10см) слое 1,13 г/см3.

Водопроницаемость на целине 175мм/мин, по градации считается наилучшей. Объемный вес 1,19 г/см3.

На величину плотности сложения почвы влияют: механический состав почв, содержание органического вещества, структурность, полив, объем корневой массы, обработка.

Следовательно, изучение физических свойств почвы гимназии выявило увеличение плотности сложения  верхних корнеобитаемых слоев и как следствие - снижение степени порозности и аэрации. Увеличение плотности твердой фазы верхних органогенных горизонтов может быть связано с наличием тонких мелкодисперсных частиц техногенного происхождения на поверхности почвы. Тогда как почва станции юных натуралистов практически мало изменилась от своих целинных аналогов и даже улучшила свои качества. Возможно, это произошло за счет ежегодной ручной обработки и внесения в почву органических удобрений.

3.2 Химические и агрохимические свойства почвы

Как известно, в формировании почвенного плодородия ведущая роль принадлежит гумусу, содержание, запасы и состав которого определяют все агрономические свойства и продуктивность почвы /13/.

Станция юных натуралистов. Максимальное содержание гумуса зафиксировано в верхнем слое почвенного профиля (таблица 2, диаграмма 1). По содержанию гумуса почвы Станции содержат достаточное количество – 4,34%, что соответствует литературным данным /14, 15, 16/.

Таблица 2

Xимический состав почв

Содержание усвояемых форм азота, фосфора и калия может сильно изменяться в пределах каждого типа почвы, в зависимости от степени окультуренности участка. На каштановых почвах предгорий Заилийского Алатау, содержание подвижного фосфора может колебаться от 10 до 70 мг и более, обменного калия от 100 до 400 мг и нитратов от 10 до 50 мг на 1кг почвы /17/.

Валовые и подвижные формы азота и калия (табл. 2) имеют аналогично гумусному типу профиль распределения. Исследуемые почвы имеют среднюю степень обеспеченности общим азотом и достаточное количество валовых форм фосфора и калия.

Гидролизуемый азот  содержится в максимальном количестве. Обеспеченность легкогидролизуемым азотом и высокое содержание в почве подвижных форм фосфора и калия можно объяснить, ежегодным внесением в почву навоза. По данным Б.П. Мачигина фосфор под влиянием поливов проникает на глубину до 8см, однако, большая часть фосфора (61 % от извлеченного количества) поглощается 2-см слоем почвы, т.е. остается в месте внесения удобрений. Проникновение фосфора в более глубокие слои весьма невелико и происходит в незначительных количествах /18/.

Высокий уровень обменного калия в почве опытного поля связан с большим содержанием валового калия в почве, который переходит в условиях интенсивного земледелия в доступные формы /19/.

Гимназия №60. Темно-каштановые почвы пришкольного участка содержит гумуса почти в 3,5 раза меньше, чем его целинные аналоги. Уменьшение гумуса можно объяснить ускоренными процессами минерализации. Максимальное содержание гумуса зафиксированы в верхних слоях почвенного профиля и постепенно убывая вниз по профилю.

Азот и его соединения играют в формировании почвенного плодородия важную роль. Валовые и подвижные формы азота и калия (таблица 2, диаграмма 1) имеют аналогично гумусному типу профиль распределения. На пришкольном участке отмечается низкая степень обеспеченности азотом, в 0-10см слое содержится 0,134% азота.

Почвы опытного участка в среднем содержат достаточное количество валовых форм фосфора и калия. Почва пришкольного участка в 0-20см слое содержит 0,2% валового фосфора. Пришкольный участок характеризуется низким содержанием подвижного фосфора до 20 мг/кг в 0-10см слое почвы. Проникновение фосфора в более глубокие слои весьма невелико и происходит в незначительных количествах /17/.

Эта же закономерность характерна и для подвижного калия. По обеспеченности подвижным калием почвы целинного  и  пришкольного участка характеризуются средней степенью обеспеченности.

На территории гимназии не сохранилось естественных почв, а сформировались своеобразные искусственные почвы, которые продолжают изменять свою структуру.

Изменение почвенных параметров: прежде всего сложения и структуры почвы снижения порозности, ухудшения аэрации, дренажа вызвали изменения на уровне фитоценозов. Это сказывается в затруднении проростания семян, замедлением роста корней и побегов, на уровне зооценозов - уменьшение жизненного пространства, особенно для мелких беспозвоночных. В результате глубокие изменения происходят не только в почве, но и одновременно в напочвенном ярусе. Оценку физической деградации почв целесообразно проводить, используя методы сопутствующей индикации, анализируя описание почвенных животных и  растительности прослеживая динамику их состояния.

Целина. В темно-каштановых почвах целины высокое содержание гумуса было зафиксировано в слое 0-10см.-3,63% (таблица 2, диаграмма 1) и постепенное его снижение с глубиной.

В почвах целины общего азота было достаточно, 0,217%. Гидролизуемый азот в почве содержится так в достаточном количестве. Максимальное его содержание было зафиксировано  верхнем слое 0-10см.- 47,6%. Почвы целины по валовым формам калия занимают лидирующее место. Подвижные формы фосфора на целине 10мл/кг что в 5 раз меньше чем почвы СЮН, т.к. почвы станции юных натуралистов зафосфачены.