Исмаил мохаммад природно-климатические и почвенные индикаторы опустынивания в иордании

На правах рукописи ХАЛИЛЬ ИСМАИЛ МОХАММАД ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ И ПОЧВЕННЫЕ ИНДИКАТОРЫ ОПУСТЫНИВАНИЯ В ИОРДАНИИ 03.00.27 – почвоведение 03.00.16 – экология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Ростов-на-Дону 2009 Работа выполнена на кафедре промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности Волгоградского государственного технического университета Научный руководитель доктор биологических наук, доцент Околелова Алла Ароновна Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Вальков Владимир Федорович доктор биологических наук, профессор Залибеков Залибек Гаджиевич Ведущая организация ФГОУ ВПО “Новочеркасская государственная мелиоративная академия” Защита состоится «30» июня 2009 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.208.16 по биологическим наукам в Научно-исследовательском институте биологии Южного федерального университета (344090, г. Ростов-на-Дону, проспект Стачки, 194 /1, кафедра почвоведения, конференц зал), (kravcova_n@mail.ru, факс: (863) 263-87-23). С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Южного Федерального университета по адресу: 34006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148 Автореферат разослан «__» мая 2009 г. Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент Н.Е. Кравцова Общая характеристика работы Актуальность исследований. Опустынивание как проблема биосферного уровня впервые была рассмотрена в 1972 г. на международном географическом конгрессе в Канаде. На своей очередной 58-й сессии Генеральная ассамблея ООН объявила 2006 год Международным годом пустынь и опустынивания. Долголетние исследования почв Аравийского полуострова – заслуга ряда ученых: И.П. Герасимова, 1966-1977, М.А. Глазовской, 1973, 1983, Г.В. Добровольского, И.С. Урусевской, 2004, И.С. Зона, 1969, В.А.Ковды, Б.Г. Розанова, 1983, Е.В. Лобовой, А.В. Хабаровой, 1983, Л.И. Прасолова, 1978, 1999, А.А. Роде, В.Н. Смирнова, 1972, Н.Н. Розова, М.Н. Строгановой, 1979, B. Kasaplagil (1956), А. Zohary (1962, 1973), F. Dajani (1964), D. Al-Eisawi (1985), А. Mahasneh (1998), М.О. Abu-Dalbuh (2003), M.Х. Alfrehat (1995-2009). Министерство экологии Иордании считает, что проблемы опустынивания и деградации земель необходимо рассматривать как национальный приоритет, а также отмечает затруднение в оценке опустынивания из-за отсутствия системы индикаторов (Ministry of Environment, 2006). Цель работы – выявление природно-климатических и почвенных информативных показателей и диагностических признаков стадий опустынивания, его региональных и провинциальных особенностей. Задачи исследования: Исследовать динамику изменения метеорологических показателей во всех биоклиматических областях страны для выявления региональных отличий и выбора информативных индикаторов стадий опустынивания. Установить провинциальные и региональные особенности почвообразования в коричневых засушливых почвах, вертисолях, литосолях и регосолях. Определить наиболее информативные показатели, характеризующие изменения свойств почв, разработать почвенные индикаторы оценки стадий опустынивания. Положения, выносимые на защиту. Диагностическими параметрами проявления различных стадий опустынивания являются климатические и почвенные показатели (гидротермический показатель, содержание в почвах карбонатов кальция и легкорастворимых солей). Гидротермический показатель (ГТП) объективно оценивает изменения климата и может служить интегральным показателем и информативным индикатором оценки стадий опустынивания. В результате проявления опустынивания природно-климатические области Иордании различаются по значениям ГТП. Наименее подвержена опустыниванию Средиземноморская область (г. Рас Муниф), наиболее – Суданская (Субтропическая), г. Акаба. Устойчивая провинциальная характеристика почвообразования проявляется в особенностях карбонатно-кальциевой системы. Основные ее показатели – карбонатность профиля почв, преобладание кальция в составе растворимых и обменных катионов, преобладание бикарбонат иона в составе растворимых ионов. Специфическим параметром карбонатно-кальциевой системы является кальциевое число – отношение кальция к сумме катионов легкорастворимых солей (КЧлр) и к сумме обменных катионов (КЧоб). В результате проявления опустынивания в почвенном покрове Иордании выявлены следующие закономерности: коричневые засушливые почвы более засолены, больше содержат карбонатов кальция и менее гумусированы по сравнению с литосолями, вертисолями и регосолями. Наиболее подвержены опустынивания коричневые засушливые почвы, по сравнению с литосолями, вертисолями и регосолями. Диагностическими почвенными параметрами проявления различных стадий опустынивания являются карбонатность почв и содержание легкорастворимых солей. Научная новизна исследований. Впервые изучена динамика многолетнего изменения метеорологический показателей территории. Впервые произведена оценка атмосферного увлажнения и теплового режима. Усовершенствован способ расчета гидротермического коэффициента с учетом региональных особенностей, предложена его модификация – гидротермический показатель (ГТП) и способ его расчета. Обосновано введение гидротермического показателя как индикатора интенсивности проявления процесса опустынивания. Показана возможность определения степени засоления почв по соотношению растворимых ионов и обменных катионов. Дана оценка провинциальным особенностям формирования карбонатного режима почв. Впервые определены различия в проявление опустынивания в зависимости от типа почв (коричневые засушливые почвы, вертисоли, литосоли, регосоли). Предложены почвенные индикаторы оценки стадий опустынивания – содержание карбонатов кальция и легкорастворимых солей. Практическая значимость исследований. Предложенный природно-климатический параметр (ГТП) может быть использован для оценки стадий проявления процессов опустынивания и разработки мероприятий по его предотвращению. ГТП можно использовать при организации мониторинга и контроля за динамикой метеорологических элементов. Выявленные показатели, характеризующие степень и химизм засоления почв, кальциевое число, можно применять при оценке качества почв, прогноза их рационального использования. Карбонатность почв и содержание легкорастворимых солей характеризуют различные типы почв и также могут служить информативными почвенными индикаторами оценки стадий опустынивания, провинциальными и региональными характеристиками почвообразования, использоваться для разработки мероприятий по мелиорации почв, предотвращению их деградации. Проведенные исследования и полученные результаты могут быть использованы в учебно-методической работе. Личный вклад автора. Автору принадлежит постановка проблемы, разработка теоретических положений, оценка проявления стадий опустынивания. Анализ фондовых материалов, обобщение полученных научных материалов и экспериментальных данных выполнены лично автором. Основные положения, выносимые на защиту, сформулированы лично автором. Апробация результатов исследования. Материалы и результаты работы были представлены на научных конференциях аспирантов и молодых ученых ВолгГТУ (2007-2009 гг.), доложены и обсуждены на научных конференциях и съезде почвоведов: Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы геологии, охраны окружающей среды и управления качеством экосистем» (Оренбург, 2006); Международная научная конференция «Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты» (Санкт-Петербург, 2007); региональная научно-практическая конференция «Музей как центр экологического просвещения: опыт инноваций» (Волгоград, 2007), ХVІІІ и ХІХ краеведческие чтения (Волгоград, 2008, 2009); Первый международный экологический конгресс «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов ELPIT (Тольятти, 2007); Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Водохозяйственные проблемы и рациональное природопользование» (Оренбург, 2008); V съезд Всероссийского общества почвоведов (Ростов-на-Дону, 2008); ІІ межрегиональная научно-практическая конференция студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы государственной молодежной политики», (Волгоград, 2009). Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, объемом в 3,58 п. л., в том числе и в издании, рекомендованном ВАК-1. Доля участия автора в публикациях составляет 60 %. Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 142 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводы и предложения, содержит 49 таблиц и 39 иллюстраций, в том числе в Приложении – 12 таблиц и 7 иллюстраций. Список литературы включает 145 работ, в том числе 41 – иностранных. Содержание работы Глава 1. Оценка интенсивности опустынивания «Естественная природа Аравийского полуострова в большей мере изменена в результате длительного пастбищного использования территории кочевниками и полного уничтожения растительности песков, суглинистых равнин, холмов и склонов. Особенно это усилилось в ХІХ-ХХ веках с приходом в арабские страны колонизаторов и коммерсантов», – писал В.А. Ковда (1984). Опустынивание – обобщающее название комплекса причин и процессов, которые приводят к потере продуктивности и часто необратимой деградации почв. Опустынивание является одним из основных почвообразовательных процессов. Особенность этого процесса в том, что изначально он носит региональный, подчас локальный характер. Глава 2. Объекты и методы исследования Для получения климатических характеристик были использованы данные температуры и осадков за 30 лет (с 1976 по 2005 гг.) во всех биоклиматических областях страны: Средиземноморская (гора Рас Муниф в окрестностях г. Ажлон, г. Амман – Средиземноморская на границе с Ирано-Туранской областью, Ирано-Туранская область – г. Эт-Тафила, Суданская (Субтропическая) область – г. Акаба, Сахаро-Аравийская область – г. Сафави. Почвенные исследования проводили в Средиземноморской области. Объекты исследования: коричневые засушливые почвы (4 разреза), вертисоли (8 разрезов), литосоли (7 разрезов), один разрез регосолей. Мощность гумусового горизонта коричневых засушливых почв составляет 12-36 см, вертисолей – 10-30 см, литосолей 10-15 см, а регосолей – 30 см. Коричневые засушливые почвы наиболее каменистые. Вертисоли отличаются наличием кремнистых горизонтов Вsi, литосоли – отсутствием иллювиальных горизонтов. Все описанные почвы вскипают, каменистые, почвообразующие породы представлены карбонатами кальция (Rса). Для решения поставленных задач применяли методы математического анализа, компьютерные (программные) и экспертные способы контроля. Проведена статистическая обработка информации. В работе использован метод оценки пространственно-временной динамики, основанный на сравнении результатов наблюдений между выбранными объектами. Графическую часть работы выполняли с помощью прикладных программ Microsoft office Word, Microsoft office Excel, Microsoft office Power point, CorelDraw, Photoshop. Отбор почвенных образцов проведен М. Abu-Dalbuh. Лабораторные исследования выполнены с использованием общепринятых в экологии и почвоведении с участием М. Abu-Dalbuh. Глава 3. Природные условия и ресурсы Иордании Иордания, Иорданское Хашимитское Королевство (Аль-Мамляка аль-Урдуния аль-Хашимия), государство в Западной Азии площадью приблизительно 88 778 км2. Свыше 80 % территории страны являются засушливыми и получают менее 200 мм осадков за год. Их количество уменьшается с севера на юг, с запада на восток. На основании климатических отчетов Метеорологического департамента (2005) были выделены четыре биоклиматические области. Средиземноморская область ограничена горной местностью, с интенсивностью осадков от 300 до 600 мм, среднегодовая температура – 13оС. Ирано-Туранская область окружает Средиземноморскую область с трех сторон кроме севера, интенсивность осадков – от 100 до 300 мм, среднегодовая температура – 16 оС. Характерное ее расположение по периметру Средиземноморской области определяет буферную роль этой зоны, которая заключается в сохранении природного равновесия Средиземноморской области. Сахаро-Аравийская область распространена на большей части страны. Осадков менее 100 мм, среднегодовая температура – 20 оС. Суданская (Субтропическая) область характеризуется количеством осадков не больше 50 мм, среднегодовая температура – 23 оС. Первые исследования почвенного покрова Иордании были проведены в 1955-1959 гг. в Восточной части страны (F. Nооrmаn, 1959). Он выделил сероземы, желтоземы и коричневые почвы. Легенда к Карте почв, изданная ФАО ЮНЕСКО в 1970 г., указывает на наличие в Иордании литосолей, вермисолей, ксеросолей, камбисолей, ареносолей, регосолей, вертисолей, рендзины и флювиосолей. В.А. Ковда, Е.В. Лобова (1975) и М.А. Глазовская, В.М. Фридланд (1982) в Иордании выделили также солончаки. В 1985 году была издана карта почв Иордании, в которой обозначены аридосоли, ентисоли, альфисоли, вертисоли. В 1995 году Королевский Иорданский Географический Центр совместно с Министерством сельского хозяйства издали почвенную карту Иордании. В обеих почвенных картах выделены красноземы, желтоземы, сероземы, литосоли, рендзины, аллювиальные почвы и их комплексы с регосолями и литосолями. В карте, вышедшей в свет в 1995 году, обозначены также средиземноморские красноземы и желтоземы, солончаки, пески и кромозоли. Исследования последних лет выявили в северо-западной части Иордании коричневые засушливые почв (М. Abu-Dalbuh, 2003). Изучая проблему диагностики почв, О. С. Безуглова описывает коричневые почвы и указывает, что на Почвенной карте мира они названы «окрашенные камбисоли», в Международной классификации нитисоли, в США – красновато-каштановые (2008). Вертисоли на Почвенной карте мира (1983) и в русской методической литературе они названы слитоземами. В субтропиках у них есть местные названия – смолницы и тирсы (А.Н. Геннадиев, М.А. Глазовская, 2005). Очевидны достаточно серьезные разночтения в диагностике почв. Глава 4. Природно-климатические индикаторы опустынивания Основные метеоэлементы, влияющие на процессы формирования почв, растительности, ландшафтов и экосистем в целом, это температура приземного слоя воздуха и атмосферные осадки. В практике оценок увлажнения распространены комплексные показатели, учитывающие соотношение между осадками, испаряемостью, температурой. Впервые для оценки интенсивности опустынивания в Иордании был рассчитан гидротермический коэффициент (ГТК). Для Средиземноморской области (г. Амман) этот коэффициент определяли за период с 1976 по 2005 гг. Его значения не превышали 0,39. Согласно существующей градации при величине ГТК ≤ 0,4 состояние территории оценивают как очень засушливую (А.А. Исаев, 2003). Это не позволяет объективно оценить засушливость климата по этому параметру. Нами были рассчитаны и другие параметры увлажнения – индекс аридности (IA) и нормализованный индекс аридности (NIA) для г. Аммана. Получены значения этих величин, не превышающие единицы, интервал их изменений сопоставим с ошибкой измерения. Это не позволяет выявить закономерности, определить тенденции изменения климата, сделать прогноз. Ситуация вызывает необходимость введения других оценок атмосферного увлажнения. Коэффициент – это безразмерная величина, выражающая относительные соотношения, динамику или частоту процесса, степень проявления конкретного признака. А соотношение ГТК имеет размерность. Предлагаем новый параметр – «гидротермический показатель (ГТП)», и формулу его определения: ГТП = 1000 ∑r/ ∑t, где (1) ∑r – сумма осадков за год, мм; ∑t – сумма среднесуточных температур за год. В формулу вводим коэффициент, равный 1000. Сумму температур за год определяют по формуле: ∑t = tn1 +…+ tn12* 365, где (2) tn1 – среднесуточная температура в январе, tn12 – в декабре, 365 – число дней в году. В выбранных объектах, на основании тридцатилетних данных были рассчитаны значения ГТП (табл. 1.) Характеристика климата Иордании рассчитанная по предлагаемой нами формуле приведена на рис. 1. Значения ГТП для Рас Муниф от 3,80 до 19,42, Аммана – в интервале от 1,20 до 6,30, Эт -Тафилы – в пределах от 1,15-5,95, Сафави – изменяется от 0,13 до 2,48, в Акабе – от 0,02 до 0,56. Выявлена закономерность – снижение средних значений ГТП от Рас Муниф к Амману и Эт -Тафила, от них к Сафави и Акаба: 9,70 → 3,32→ 2,83 → 0,83→ 0,25. Таблица 1.Значения гидротермического показателя, ГТП Характеристика ГТП Рас Муниф Амман Эт- Тафила Сафави Акаба Диапазон: Макс/Мин 19,42/3,80 6,34/1,20 5,95/1,15 2,48/0,13 0,56/0,02 Средний за 30 лет 9,70 3,32 2,83 0,83 0,25 Рис. 1. Средние значения ГТП за период с 1976 по 2005 гг Предлагаем ориентировочную оценочную шкалу динамики основных метеоэлементов по величине гидротермического показателя (табл. 2.). Согласно предложенной градации, климатическая зона Рас Муниф приближается к «области благополучия», Аммана и Эт-Тафила – имеют близкие показатели и характеризуются нормальным состоянием, Сафави находится в диапазоне толерантности, а значит, на пределе выносливости и устойчивости экосистем. Состоянием экстремума оценивается климатическая зона Акабы, то есть это самая уязвимая для опустынивания территория Иордании. Таблица 2. Оценочная градация величины ГТП ГТП Оценка состояния ≥10 Область благополучия 1– 10 Область нормального состояния 0,5–1,0 Диапазон толерантности ≤ 0,5 Экстремум Согласно предложенной градации, климатическая зона Рас Муниф приближается к «области благополучия», Аммана и Эт-Тафила – имеют близкие показатели и характеризуются нормальным состоянием, Сафави находится в диапазоне толерантности, а значит, на пределе выносливости и устойчивости экосистем. Состоянием экстремума оценивается климатическая зона Акабы, это самая уязвимая территория Иордании.

Похожие:

	Инструкция по заполнению полей программы «opac» Индикаторы меняются левой клавишей «мыши», встав на соответствующее поле и выведя табличку с режимом «индикаторы»		Конкурс для школьников «Химия настоящего и будущего» Тема: «Изучение... Индикаторы. Общие понятия. Классификация Кислотно – основные индикаторы. История их открытия
	Летний лагерь «Лонг Бич» Турция, Кушадасы Возраст: школьники и студенты р асположение «Лонг Бич» Природно-климатические факторы и насыщенная экскурсионная программа делают отдых не только полезным, но и познавательным. За тринадцать...		Летний лагерь «Лонг Бич» Турция, Кушадасы Возраст: школьники и студенты Расположение Измира (аэропорт прибытия). Эгейское побережье отличается от других регионов Турции более мягким климатом, при этом в мае – июне...
	Программа элективного курса Пояснительная записка. Элективный курс «индикаторы» Элективный курс «индикаторы» предназначен для предпрофильной подготовки учащихся 9-х классов. На изучение данного курса отводится...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Вы описали климатические показатели: температуру, ветер, давление, осадки. Эти и другие климатические явления мы будем изучать в...
	Рабочая программа дисциплины (модуля) Целью освоения дисциплины «Управление природно-техногенными комплексами» является формирование у обучающихся знаний и навыков приенения...		Проблема опустынивания Опустынивание на данный момент является одной из самых значимых глобальных проблем человечества
	Мочалова о. И. Природно-антропогенные процессы и современные ландшафты... Мочалова о. И. Природно-антропогенные процессы и современные ландшафты зоны братского водохранилища (25. 00. 36 геоэкология). Диссертация...		Мочалова о. И. Природно-антропогенные процессы и современные ландшафты... Мочалова о. И. Природно-антропогенные процессы и современные ландшафты зоны братского водохранилища (25. 00. 36 геоэкология). Диссертация...
	Абдул Рахим Мохаммад Карадже коррекция нарушений гемомикроциркуляции глаза у больных миопией Работа выполнена в гоу впо «Волгоградский государственный медицинский университет» Федерального агентства по здравоохранению		«Почвенные беспозвоночные и их влияние на почву» Почвенная зоология и основные закономерности структуры почвенных беспозвоночных 3 стр
	Почвенные данные для оценки садопригодности земель северного кавказа савин И. Ю Северо-Кавказский зональный нии садоводства и виноградарства Россельхозакадемии, г. Краснодар		Отчет о научно-исследовательской работе по теме: «научно-обоснованная... «научно-обоснованная система ведения животноводства и программа ее осуществления с учетом деления территории области на почвенно-климатические...
	Исмаил Умер Пространственная дифференциация микробиологических показателей... Работа выполнена на кафедре микробиологии и иммунологии и кафедре агрохимической, биологической химии и радиологии факультета почвоведения,...		Голизадех Ахранджани Мохаммад взаимосвязь гармонии лица и эстетики... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки для...