Экологические основы рационального использования почвенных ресурсов Крайнего Северо-Востока России Пугачев, Алексей Александрович

Введение к работе

Актуальность представленной к защите работы обусловлена необходимостью рационального использования почвенных ресурсов Крайнего Северо-Востока - одного из наиболее перспективных для хозяйственного освоения регионов России. Важность экологического подхода при решении проблем комплексного развития производительных сил Магаданской области и Чукотского автономного округа определяется сложной и многогранной ролью почв, которую они играют в функционировании биосферы и сохранении благоприятного состояния природной среды в условиях возрастающего влияния техногенена (Во-лобуев, 1963; Ковда, 1971; Глазовская, 1981; КарпачевскиЙ, 1981; Зонн, 1983; Соколов, 1965, 1989; Добровольский, Никитин, І9Є6, 1990; Розанов, 1990 и др.).

Многообразие факторов почвообразования и направлений производственной деятельности на рассматриваемой территории, имеющие место в субарктической зоне страны в целом, дают возможность приложения полученных данных к другим малоизученным районам российского Севера. Следовательно, решение поставленных в диссертации проблем имеет принципиальное значение не только для социально-экономического развития региона, но и для формирования экологически обоснованной политики освоения почвенных ресурсов криоли-тозоны страны.

Особую значимость для Крайнего Северо-Востока имеет разработка научно-методических основ рекультивации нарушенных земель (более 130 тыс.га), представляющих собой перспективный резерв (60 тыс.га) увеличения пахотного фонда.

Основные положения и выводы диссертации являются научно-практической базой для перевода земледелия на адаптивные поч-венно-экологические принципы. При этом целесообразность применения той или иной технологии оспоения земель предлагается обосновывать посредством выявления специфики дифференциации ланд-гаафтной среды, в структуру которой "встроены" сельскохозяйственные угодья. Это обеспечит широкий взгляд на особенности ведения земледелия, исправлению допущенных и возможных ошибок в этом направлении.

Таким образом, выполненный объем исследований является логически обусловленным комплексным подходом к рациональному использованию почвенных ресурсов на основании изучения особенное-

тей функционирования природных экосистем, техногенных ландшафтов и сельскохозяйственных угодий, в котором социально-экономические интересы региона тесно переплетаются с теоретическими задачами науки.

Цель и задачи исследований. Основной целью диссертационной работы является разработка фундаментальных и прикладных основ рационального использования почвенных ресурсов Крайнего Северо-Востока и сопредельных районов России для экологически обоснованного ведения сельскохозяйственного и промышленного производства в условиях Субарктики. Для реализации поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1. Оценка биопродуционных параметров природных экосистем и роли биологического круговорота веществ в функционировании почв региона, выявление пространственной дифференциации компонентов биомассы почвенно-растительного покрова и типов химизма обмена веществ в системе почва-растение на рассматриваемой территории.

2. Изучение процессов естественного восстановления техногенных ландшафтов, разработка принципов рекультивации нарушенных земель и агропроизводственной классификации почвогрунтов.

3. Разработка адаптивных, экологически сбалансированных методов воспроизводства почвенного плодородия, обеспечивающих получение устойчивого урожая сельскохозяйственных культур в условиях проявления длительно-сезонной и многолетней мерзлоты на основе новых нетрадиционных технологий и векового опыта ведения земледелия в субарктической зоне.

4. Создание системы экспертно-прогнозных почвенно-экологи-ческих карт целевого назначения, обеспечивающих научно-методическую основу рационального использования почвенных ресурсов Крайнего Северо-Востока страны.

Объекты и методы исследований. Объекты исследований - экосистемы Крайнего Северо-Востока России, в которых лично автором с 1972 г. проводились детальные исследования биопродуционных параметров почвенно-растительных комплексов, особенностей функционирования регенерационных биогеоценозов на землях, нарушенных горнодобывающей промышленностью, агроландшафтов, разработка технологий повышения плодородия почв. Кроме того, обобщен, тщательно проанализирован обширный фактический материал по географии и генезису почв региона, накопленный в результате деятельности Почвенного института им.В.В.Докучаева и Института биологических

фоблем Севера ДВО РАН, а также имеющиеся зарубежные источники \ля территорий с близкими природными условиями.

Определение запасов биомассы и биологического круговорота іеществ в основных типах растительности Северо-Востока осуществ-гялось на основании общепринятых методик (Родин, Ремезов, Баэи-іевич, 1968 и др.). При составлении, на основе генерализации по-[ученной информации, серии биопродуционных карт использовался (андтафтно-экологический метод. Изучение агроэкосистем баэирова-юсь на "Программе и методике биогеоценологических исследований" 1974). Генетическая принадлежность рассматриваемых в работе почв 'станавливалась с учетом их морфологических признаков, физико-хи-іических свойств и вещественного состава, приведенных в "Класси-зикации и диагностике почв СССР". М., Колос, 1977.

Научная новизна исследований заключается в том, что в дис-ертационной работе впервые на основе единого целостного подхода, іаучно обосновываются теоретические и практические аспекты рацио-іального использования почвенных ресурсов северо-восточной части траны.

5. Впервые определены и систематизированы биопродуционные па-аметры экосистем Крайнего Северо-Востока, установлена пространст-енная дифференциация компонентов биомассы и типов химизма биоло-ического круговорота веществ, выявлены общие черты почвенно-био-огических процессов и дана экологическая характеристика ландшаф-ов одного из наиболее удаленных регионов страны.

6. Выявлены особенности естественного восстановления земель, арушенных при разработке россыпных месторождений полезных иско-аемых в тундровой, лесотундровой и северотаежной зонах, обосно-аны элементы технологии проведения комбинированной рекультивации ехногенных ландшафтов, унифицирована агропроизводственная клас-ификация почв и почвогрунтов по степени их пригодности для ре-ультивационных работ.

7. Обоснованы экологически целесообразные приемы повышения очвенного плодородия на основе нетрадиционных технологий и пред-ествущего опыта, с новых позиций сформированы направления опти-изации агроэкологического состояния почв с целью повышения эф-ективности сельскохозяйственного производства.

8. Впервые в отечественной практике создана серия экспертно-рогнозных почвенно-экологических карт региона, включающая оценку непродуктивности почвенного покрова, уровней плодородия, устой-

чивости почв к антропогенным воздействиям, темпов естественного восстановления техногенных ландшафтов.

5. Разработана концепция охраны и рационального использования природных экосистем, рекультивированных земель и сельскохозяйственных угодий. Аргументированы экологические основы освоения почвенных ресурсов Крайнего Северо-Востока России, основным принципом которых является: использование и охрана - единое цело

Защищаемые положения:

9. Особенности функционирования почвенно-растительных комплексов в тундровых, лесотундровых, северотаежных и болотных ландшафтах Крайнего Северо-Востока.

10. Оценка процессов естественного восстановления нарушенных земель, возможности и направления рекультивации техногенных ланд шафтов в условиях региона.

11. Влияние сельскохозяйственного производства на состояние и свойства основных типов почв на рассматриваемой территории, возможности повышения почвенного плодородия и ведение экологически обоснованного земледелия в зоне длительно-сезонной и многолетней мерзлоты.

12. Система почвенно-зкологических карт и концепция рационального использования почвенных ресурсов.

Теоретическая и практическая значимость. Внедрение.

Получены и систематизированы имеющие общетеоретическое значение данные по биологической продуктивности и круговороту веществ, особенностям функционирования почвенно-растительных комплексов, генезису почв, их агроэкологическому состоянию, рекультивации нарушенных земель, оптимальным направлениям ведения сель кого хозяйства на Крайнем Северо-Востоке России (1,2 млн. км²).

Разработаны интегральные показатели взаимосвязи эффективное ти биопродуционного процесса с параметрами плодородия почв, обоснованы принципы комбинированной рекультивации территорий, нару шенных при проведении открытых горных работ, охарактеризованы ос новы охраны и рационального использования почвенных ресурсов в целостной системе ландшафтов, сформирована научно-методическая база для применения экологически обоснованных технологий освоения и сельскохозяйственного использования земель.

Итогом исследований является разработка концепции и рекомен даций по эффективному природопользованию почвенно-эемельных ресурсов региона, основанных на: применении экологически сбаланси-

рованных технологий освоения биологических ресурсов, повышении плодородия, ограничении проявления термокарстовой, водной и ветровой эрозии, соблюдении строжайшей экономии при отчуждении продуктивных угодий, рекультивации нарушенных земель, осуществлении комплексных мер по охране земельных, водных и лесных ресурсов.

Обоснованная, с учетом имеющихся сведений о СІШ Северо-Востока (Наумов, др., 1990), методика крупномасштабного картографирования биопродуционных параметров и система созданных на этой основе карт (Пугачев, Наумов, 1989; 1992; Пугачев,1992), внедрены в Почвенном институте им.В.В.Докучаева и положены в основу развития различных отраслей народного хозяйства региона.

Результаты проведенных исследований нашли широкое применение при решении с участием автора следущих практических задач сельскохозяйственного производства на Крайнем Северо-Востоке России: разработке долгосрочной программы развития сельского хозяйства региона (Новосибирск, 1987), систем ведения земледелия Магаданской области и Чукотского автономного округа, использовании криогенных почв (а.с. К» I7I6630, I7I663I, I7I6992), составлении проектов использования местных минерально-сырьевых ресурсов, методических указаний по экологической экспертизе объектов сельскохозяйственного назначения, рекультивации нарушенных земель в тундровой, лесотундровой и северотаежной зонах региона.

Полученные материалы использованы коллективом Почвенного института им.В,В.Докучаева при составлении ряда листов Государственной почвенной карты СССР масштаба 1:1000000, нашли свое отражение в 5 заключительных отчетах, выполненных по линии ГКНТ СМ СССР, ряда всесоюзных (ВДНХ, 1987) и международных (Китай, 1992) выставок.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и опубликованы в трудах УШ съезда В0П (Новосибирск, 1989), на Всесоюзных совещаниях и конференциях: по биологическим проблемам Севера (Якутск, 1974; Петрозаводск., 1976; Апатиты, 1979; Магадан, 1983; Якутск, 1986), структурно-функциональным особенностям естественных и искусственных биогеоценозов (Днепропетровск, 1978), увеличению биологической продуктивности почв в интересах народного хозяйства (Москва, 1979), интенсификации сельского хозяйства Крайнего Севера (Магадан, 1980; Петропавловск-Камчатский, 1984); проблемам освоения пойм северных рек (Туруханск, 1985), почвенному криогенезу и мелиорации мерзлотных почв (Пущи-

но, 1975), роли подстилки в лесных биогеоценозах (Москва, 1983), использованию лесных ресурсов (Красноярск, 1983), агропочвове-дению и плодородию почв (Ленинград, 1983, 1966), их охране и рациональному использованию (Владивосток, 1990) на республиканских, областных, региональных конференциях, совещаниях, симпозиумах (Красноярск, 1975; Магадан, I960, 1984, 1989, 1992; Уссу -рийск, 1987, 1990, 1991; Свердловск, І98Є), ХІУ Тихоокеанском научном конгрессе (Хабаровск, 1979), ХШ конгрессе Европейской федерации луговодства (Братислава, 1990), I Циркумполярной конференции по сельскому хозяйству (Уайтхорс, Канада, 1992).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 100 работ, основные положения отражены в 56, в том числе 3 авторских свидетельствах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения в виде выводов, списка литературы, включающего 425" наименований, приложения. Общий объем диссертации AQ1 стр., из них 2?4стр, машинописного текста,ID6 таблиц, 50 рисунков, S7 стр. приложений.

Автор приносит искреннюю благодарность за консультации, ценные замечания и помощь на разных этапах работы всем коллегам, способствовавшим подготовке диссертации.