Введение к работе
Актуальность исследования. Балтийская коса, расположенная в Балтийском море, является уникальной естественной экологической системой. Длина косы -65км, 30 км принадлежит России, а 35 км - Польше. До недавнего времени она была закрытым военным объектом, что исключало возможность комплексных научных исследований (геологических, географических, биологических и т.д.), а также разработку и проведение биологических мер защиты ее от эрозионных и абразивных процессов, протекающих в ландшафтах поверхности косы и в береговой части.
Проводимые до недавнего времени технические меры по защите береговой части в виде молов, защитных стенок, бун оказались малоэффективными, а сдерживание абразивных процессов старыми автомобильными покрышками из-за сильного нагревания и резкого запаха - экологически опасным.
Малоэффективными и экономически затратными оказались также меры по сдерживанию ветровой эрозии на поверхности самой косы в виде плетеных стенок и других материалов. Исследований по биологической защите песчаного рельефа косы с использованием агрофитоценозов многолетних трав не проводилось. Мало изучено влияние эрозионных процессов на их результат -эродированность эдафической среды, а также их значение для компонентов ландшафтов. Не исследованы обратные связи - влияние современного состояния компонентов ландшафтов (рельефа, растительного покрова и почв) на развитие эрозионных процессов.
Поэтому весьма актуальным является проведение научных исследований и разработка методов по снижению воздействия агентов денудации на береговые экосистемы. Без этой информации невозможно провести эрозионную оценку территории косы и разработать систему биологических противоэрозионных мероприятий по оптимизации ее ландшафтов. Исходя из вышеизложенного, в 2006-2009 гг. в полевых, мелкоделяночных, лабораторных, вегетационных опытах были проведены специальные исследования по разработке биологической защиты песчаной поверхности косы от эрозионных проявлений с использованием люпина многолистного (Lupinus polyphyllus Lindl.). Результаты исследований апробированы в условиях Балтийской косы.
Цель исследований:
Разработать биологические методы защиты дюнных ландшафтов Балтийской косы от совокупного кумулятивного эффекта водной и ветровой эрозии.
Задачи исследования:
Исследовать эффективность использования агрофитоценозов люпина многолистного для защиты Балтийской косы от интегративной эрозии.
Изучить влияние биологических особенностей люпина многолистного (продуктивность, густота стояния растений, мощность корневой системы) на агрохимические свойства эдафической среды объекта.
3. Выявить влияние корневой системы люпина многолистного, его
способности к азотфиксации на накопление биологического азота, на мобилизацию фосфора и калия в песчаной среде.
4. Рассмотреть влияние особенностей дюнного ландшафта на проявление
биологических особенностей люпина в зависимости от условий питания.
5. Наметить пути сохранения экосистем Балтийской косы.
Научная новизна
Впервые в условиях Балтийской косы изучено влияние агрофитоценозов люпина на противоэрозионную устойчивость дюнных ландшафтов. Изучено проявление биологических особенностей люпина в зависимости от условий питания.
Научно-практическая значимость. Разработанные приемы биологической защиты песка при их внедрении позволят снизить денудацию песчаной поверхности, стабилизировать приморские ландшафты и экологическое состояние в целом.
Апробация результатов исследования. Основные результаты и выводы диссертации были представлены в докладах и выступлениях на международных научных и научно-практических конференциях: «Вавиловские чтения - 2007», «Вавиловские чтения - 2008» в ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» (секция «Экология»), Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии, защиты растений и экологического земледелия», посвященной 15-летию кафедры экологии ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» (2009), на региональной конференции «Эффективность агромелиоративных приемов в земледелии», посвященной 95-летию агрономического факультета ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» (2008); на Международной научно-практической конференции «Вавиловские чтения - 2010» (секция «Экология»).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе одна статья в журнале, рекомендованном перечнем ВАК РФ. Материалы диссертации изложены в работах, опубликованных лично и в соавторстве. Доля личного участия автора в подготовке и написании работ в соавторстве составила 40-70%.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, приложений. Содержание изложено на 133 страницах компьютерного текста, содержит 24 таблицы, 8 рисунков. Список использованной литературы включает в себя 133 источника отечественных и зарубежных авторов.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Высокий эффект биологической защиты песков косы от водной и
ветровой эрозии наблюдается при использовании сомкнутых
агрофитоценозов люпина многолистного.
2. Люпин многолистный оказывает положительное влияние на
мобилизацию в почве фосфора и калия, а также способствует биологической
азотфиксации, что улучшает агрохимические свойства почв.
