Оценка направленности водно-солевого процесса в почвах Северного Прикаспия и возможность их выборочного орошения

• Автор: Сотнева, Наталья Ивановна
• Шифр специальности: 06.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 214 с. : ил.

ГЛАВА Г МЕЛИОРАЦИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗЕМЕЛЬ СЕВЕРНОГО ПРИКАСПИЯ

1.1. Локальное падинное переложное земледелие

1.2. Богарное земледелие на фоне глубокой мелиоративной вспашки

1.3. Агролесомелиорация

1.4. Регулярное орошаемое земледелие

1.5. Обводнение земель Северного Прикаспия

1.6. Выводы

ГЛАВА 2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ДЖАНЫБЕСКОЙ РАВНИНЫ СЕВЕРНОГО ПРИКАСПИЯ

2.1. Географическое положение

2.2. Геолого-геоморфологическое строение

2.3. Рельеф
2.4. Климат
2.5. Гидрографические условия
2.6. Растительный и почвенный покровы
2.7. Морфологическая структура ландшафта
2.8. Выводы
ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Объекты исследований
3.2. Методы исследований
ГЛАВА 4. ЗАСОЛЕННОСТЬ ПОЧВ СОЛОНЦОВЫХ КОМПЛЕКСОВ
4.1. Источники и эволюция засоления почв на территории Прикаспийской низменности
4.2. Солевая характеристика почв солонцовых комплексов на первую половину XX века
4.3. Солевая характеристика почв солонцовых комплексов по данным 2001-2003 гг
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА НАПРАВЛЕННОСТИ ВОДНО-СОЛЕВЫХ ПРОЦЕССОВ В ЗАМКНУТЫХ ГЕОСИСТЕМАХ СОЛОНЦОВЫХ КОМПЛЕКСОВ СЕВЕРНОГО ПРИКАПИЯ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
5.1. Обзор математических моделей влаго-солепереноса в почвах
5.2. Схематизация природных условии
5.3. Описание математической модели влаго-солепереноса «Джаныбек»
5.4. Определение параметров и оценка адекватности модели влаго-солепереноса «Джаныбек»
5.5. Обсуждение результатов моделирования водно-солевого режима в замкнутых геосистемах солонцовых комплексов
5.6. Выводы
ГЛАВА 6. ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗЕМЕЛЬ СЕВЕРНОГО ПРИКАСПИЯ
6.1. Обсуждение результатов моделирования водно-солевого режима в целинных мезокатенах
6.2. Обоснование выборочного (локального) орошения почв падин
6.3. Изменение темноцветных почв падин под влиянием орошения
6.4. Орошаемые культуры на почвах падин
6.5. Техническое обеспечение режима орошения
6.6. Выводы
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Первый аспект темы - описание направленности водно-солевых процессов в целинных почвах Северного Прикаспия. Эта весьма актуальная научная проблема до настоящего времени в данном регионе не рассматривалась, хотя в последние годы она привлекает наибольшее внимание исследователей и имеет не только научное, но и практическое значение. К на-стоящему времени накоплено большое количество данных о генезисе, свойствах, эволюции и особенностях засоления почв Северного Прикаспия. Данных же о направленности процесса рассоления-засоления целинных почв Северного Прикаспия на современном этапе их развития немного. В основном эти данные базируются на эмпирических сведениях - на сравнениях характеристик засоленности почв по отдельным или серии разрезов, полученных разными авторами в разные годы.
Второй актуальный аспект темы связан с решением проблемы рационального использования земель Северного Прикаспия. Она имеет давнюю историю, тем не менее до настоящего времени остается не решенной. В разные исторические периоды данную проблему пытались решать по-разному. В XVIII в. земледелие основывалось на богарном использовании больших падин - плоских неглубоких депрессий (до 1-1,5 м) с незаселенными черноземовидными темно-цветными почвами и пресными грунтовыми водами. В падинах размещались посевы зерновых культур, бахчи и плодовые сады. Однако падины составляют около 10-15% всей территории. Потребность в расширении посевных площадей обусловила освоение межпадинных пространств, которые вследствие ком-* плексности их почвенного покрова и господства солончаковых солонцов, требуют предварительной мелиорации. Апробация различных направлений мелиорации почв солонцовых комплексов в XX в. не дала четкого представления, какое из них является наиболее рациональным. В работе делается попытка обосновать возможный путь рационального использования земель Северного Прикаспия с целью повышения продуктивности растительной биомассы естественных пастбищных угодий и создание кормовой базы, способствующей развитию животноводства на основе выборочного орошения больших падин.
Цель работы. Основной целью исследований является описание водносолевых процессов в целинных почвах Северного Прикаспия на основе математического моделирования и обоснование одного из способов рационального использования земель Северного Прикаспия. В соответствии с основной целью работы решались следующие задачи.
Задачи работы:
1. Изучить на основе литературных и фондовых материалов особенности природных условий и опыт земледельческого использования земель Северного
^ Прикаспия.
2. Оценить на основе литературных и фондовых данных метеостанции Джаныбек климатические показатели и их изменения за первую и вторую половины XX в.
Таблица 2.1. Повторяемость декадных осадков
Годы Сезон Декадные суммы осадков, мм
0-5 5,1- 10 10,1- 20 20,1- 30 30,1- 40 40,1- 50 50,1- 60 60,1- 70 >70
Относительная частота
1952 1998 весь год 0,48 0,22 0,20 0,06 0,02 0,01 0,00 0,00 0,00
1952 1998 теплый 0,51 0,19 0,18 0,06 0,03 0,02 0,01 0,00 0,00
1952- 1977 теплый 0,57 0,19 0,14 0,05 0,02 0,02 0,01 0,01 0,00
1978- 1998 теплый 0,43 0,20 0,24 0,07 0,04 0,01 0,01 0,00 0,00
1952- 1998 холод- ный 0,44 0,28 0,23 0,05 0,01 - - - -
1952- 1977 холод- ный 0,46 0,27 0,20 0,07 0,01 - - - -
1978- 1998 холод- ный 0,41 0,28 0,26 0,04 0,01 - - - -
Для Северного Прикаспия, как уже отмечалось выше, характерно выпадение неэффективных осадков (более 33%, по данным Роде), по нашим расчетам за 47 лет выпало почти 50% неэффективных осадков. За холодный и теплый сезоны за 1952-1998 гг. выпадает большая часть малых осадков (44% и 51%), но в холодный сезон возрастает роль умеренных осадков (28% против 19% в теплый сезон). Анализ по подпериодам позволяет констатировать следующее. В теплом сезоне происходит некоторое снижение повторяемости малых осадков (43% за 1978-1998 гг. против 57% за 1952-1977 гг.), зато увеличивается повторяемость умеренных (20 % за 1978-1998 гг. против 19% за 1952-1977 гг.) и сильных (24% за 1978-1998 гг. против 14% за 1952-1977 гг.). Такое же явление выявлено и за холодный сезон: увеличение умеренных на 1% (с 27% за 1952-1977 гг. на 28% за 1978-1998 гг.) и сильных осадков на 6 % (с 20% за 1952-1977 гг. на 26% за 1978-1998 гг.). Статистический анализ достоверности отличий в повторяемости декадных осадков за 1952-1977 гг. и 1978-1998 гг. по сезонам значимых отличий не выявил. За теплый сезон за сравниваемые два подпериода х2 равен 10,6, что меньше табличного значения для V = 6 (при нормальном распределении) при Р= 0,95 (х2о,95 =“ 12,6), за холодный сезон - х2 равен 4,2, что также меньше табличного значения для V = 2 при Р= 0,95 (х2о,95 = 6,0). Если учесть ненормальное распределение повторяемости декадных осадков, то V = 1 при Р — 0,95, тогда табличное значение критерия х2о,95 = 3,8, что меньше рассчитанных значений и означает достоверность отличия в повторяемости декадных осадков за 1952-1977 гг. и 1978-1998 гг. по сезонам.
Анализ климатических показателей 1914-1998 гг. позволяет констатировать следующее.
Сравнительный анализ среднегодовых климатических показателей за 1914-1940 (по данным Роде) и данных за 1952-1998 гг. показал близкие величины за