IV Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ИЗУЧЕНИЕ ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА П. Г. Т. УСТЬ-КИНЕЛЬСКИЙ В РАЙОНЕ МИКРОРАЙОНА СТУДЕНЦЫ
Первушкина Д.А.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы: почвенный покров – важнейшее природное образование, которое обладает рядом свойств, присущих живой и неживой природе. Его роль в жизни общества определяется тем, что это источник продовольствия, обеспечивающий 95-97% продовольственных ресурсов для населения планеты. Важным этапом в развитии биосферы явилось возникновение почвенно-растительного покрова. С его образованием биосфера – становится целостной завершенной системой, все части ко­торой тесно взаимосвязаны и зависят друг от друга.

В настоящее время все больше возрастает антропогенное воздействие на почвенно-растительный покров. Это приводит к негативным последствиям (сокращение видового состава, появление новых несвойственных видов, происходит изменение структуры почвы, снижается плодородие почв и т.д.). В связи с этим очень важно проведение мониторинговых исследований с целью выявления и сохранения видового разнообразия. Особенно это актуально для степных растительных сообществ, которые испытывают на себе воздействие антропогенного пресса (выжигание, вытаптывание и т.д.). Этим обуславливается актуальность выбранной темы исследования.

Цель работы – изучить почвенно-растительный покров п.г.т. Усть-Кинельский в районе микрорайона Студенцы.

В задачи исследования входило:

  • ознакомиться с природными условиями района исследования;

  • заложить почвенный разрез на исследуемом участке и провести анализ исследуемой почвы по химическому, гранулометрическому и агрегатному составу;

  • выполнить геоботаническое описание растительных сообществ, прилегающих к почвенному профилю.

Объект исследования – участок в микрорайоне Студенцы п.г.т. Усть-Кинельский.

Предмет исследования – почвенно-растительный покров исследуемого участка.

В ходе выполнения работы применялись следующие методы исследования:

  • картографический

  • эколого-географический

  • аналитический

Исследовательская работа выполнена на основе собственных материалов, материалов периодической печати, литературных источников и интернет ресурсов.

Практическая значимость – материалы исследовательской работы имеют практический интерес для жителей п.г.т. Усть-Кинельский, работников сельского хозяйства, работников природоохранных организаций, так и для интересующихся данной проблематикой людей.

В результате полученных сведений делались, анализы, выводы, таблицы и фотографии, которые легли в основу данной работы.

  1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Самарская область расположена в среднем течении величайшей реки Европы – Волги, по обеим ее сторонам. Область занимает территорию около 54 тыс. квадратных километров. На северо-западе она граничит с Ульяновской, на юге – с Саратовской, на востоке – с Оренбургской областями, а на севере – с Республикой Татарстан [8].

Природа Самарской области имеет немало своеобразных и любопытных черт. На территории региона существует свыше 300 памятников природы. В пределах области Волга делает большой изгиб, образуя Самарскую Луку. Вдоль северной части волжской излучины протянулись знаменитые Жигулевские горы – одно из наиболее живописных мест на всей Восточно-Европейской равнине. Возвышенным районом является правобережье. Сюда входит Приволжская возвышенность с Жигулевскими горами.

Самарская область лежит на границе между лесом и степью, а ее территория располагается в двух природных зонах – лесостепной и степной. Через заволжскую степь на сотни километров протянулись полезащитные лесные полосы. Они оказывают благотворное влияние на климат и почвенный покров, предохраняя его от разрушительного воздействия эрозии [2].

Растительность (растительный покров) – совокупность фитоценозов определенной территории. В отличие от флоры, которая характеризуется только видовым составом, растительность характеризуется и видовым составом, и численностью особей и особенностями сочетания представителей различных таксонов, и экологическими связями между ними.

Геоботаническое районирование Самарской области представлено 4 зонами. Большая часть территории расположена в лесостепной, переходной и степной зонах [5].

Средняя лесистость области – 12%. Лесные массивы расположены неравномерно. В правобережье площадь лесов составляет 31%, в лесостепном Заволжье, севернее реки Самары – 14%, в степной зоне, к югу у реки Самары – 4%.

Степи Самарской области представляют собой травянистые, обычно лишенные деревьев растительные сообщества, приуроченные к почвам черноземного типа. В составе этих сообществ главную роль играют ксерофитные виды растений.

В Самарской области распространены луговые степи, настоящие или ковыльно-типчаковые, а также особые типы степей – кустарниковые, каменистые и песчаные.

Луговые степи. Типичные местообитания луговых степей в Самарской области приурочены к районам, где чередуется степная и лесная растительность по овражным склонам.

Участки луговых степей сопровождают леса, образуя поляны и опушки. Они распространены в Кинельском, Сергиевском, Кинель-Черкасском, Похвистневском и других районах области, расположенных севернее нее реки Самары.

Почвенный покров Самарской области отличается значительным разнообразием. Это обусловлено географическим расположением территории в пределах двух природных зон (степной и лесостепной), а также в результате сложного взаимодействия между разнообразными горными породами, рельефом, климатом, растительностью, под влиянием времени и деятельности человека. Таким образом, почва представляет собой сложно организованную среду, обладающую своей атмосферой, собственным водным режимом, фауной, флорой и соответственно особым химическим составом [1].

В области хорошо представлена почвенная зональность, обусловленная постепенным изменением биоклиматических факторов с севера на юг: от серых лесных почв, выщелочных, оподзоленных и типичных черноземов на севере области до южных и обыкновенных черноземов, каштановых почв, солонцов и солончаков на юге [3].

Территория Кинельского района хорошо изучена. Большой вклад в изучение района внесли: В.Матвеев, Н.Ильина (Чубовская степь), Н.Ильина, О.Задульская (Каменистая степь в овраге Верховом), Н.Матвеев (Красносамарский сосняк), Т.Тезикова (Колок кругленький) и другие[4].

На территории Кинельского района расположено 12 природных комплексов и объектов особо охраняемых природных объектов регионального значения (табл. 1).

Таблица 1

ООПТ Кинельского района

Наименование

Площадь (га)

Дата присвоения

1

Каменный дол

42,68

2009 год

2

Маравельский лес

138,51

2009 год

3

Овраг Верховой

72

1987 год

4

Бобровое озеро

2,9

2009 год

5

Самаро-Кинельская стрелка

125

2009 год

6

Алакаевско-Чубовская каменистая степь

5

2009 год

7

Чубовская степь

67

2009 год

8

Родник в окрестностях села Чубовка

0,01

2009 год

9

Чубовские розы гипса

18

1989 год

10

Игонев дол

72

2009 год

11

Колок Кругленький

1

2009 год

12

Красносамарский сосняк

950

1983 год


    1. Географическое положение района исследования

  1. Характеристика района исследования

Исследуемый участок расположен в Самарской области в п.г.т. Усть-Кинельский в 1,5 км на север от микрорайона Студенцы.

Географические координаты исследуемого участка - 53°15´52´´ 50°33´37´´

  1.  
    1. Природные условия района исследования

Тектоника, геологическое строение и рельеф

Самарская область расположена в юго-восточной части Русской платформы. Платформами и плитами называют обширные территории с равнинным рельефом и слабо дислоцированным чехлом осадочных пород, накопившихся над кристаллическим фундаментом.

В пределах Самарской области выделяют следующие структуры первого порядка: Жигулевско-Пугачевский свод, Южный склон Татарского свода, Сокская седловина, Мелекеевская впадина и Бузулукская впадина.

Вся история геологического развития Русской платформы состоит из чередования суши и моря. Чередование зон суши и моря обусловлено и погружениями и поднятиями кристаллического фундамента платформы, который разбит на глыбы и блоки.

Исследуемый участок расположен на территории, где наблюдается спокойный, относительно выровненный рельеф, который имеет общее падение на запад. Овражно-балочная сеть развита слабо.

Геологическую основу составляют породы пермской, третичной и древнеаллювиальной систем [1, 2].

Климат

Территория, на которой находится исследуемый участок, расположена в области умеренно-континентального климата. Это объясняется ее положением в глубине Европейской части материка Евразии.

Для данной области свойственны: выраженность времен года; резкие температурные контрасты между холодным и теплым сезонами; быстрый переход от холодной зимы к жаркому лету; дефицитность влаги; интенсивность испарения и богатство солнечного освещения, обусловленное географической широтой местности.

Для климата данной местности характерна продолжительная зима с устойчивым снежным покровом. Температура воздуха зимой может понижаться до -30-35°С.Лето столь же продолжительное, как и зима с возможным повышением температуры воздуха до +40°С. Весна и осень короткие. Весна сопровождается первыми грозами, а осень обложными и моросящими дождями.

Распределение осадков в течение года неравномерное. В летний период – 250-260 мм, в зимний – до 150 мм.

Сочетание низкой относительной влажности воздуха с высокой его температурой и ветрами ведет к установлению засух и суховеев [2].

Гидрография и гидрология

Основная река района – Большой Кинель, берущий начало на западном склоне Общего Сырта, в девяти километрах к юго-востоку от деревни Алябьево Оренбургской области и впадает в р. Самару в семи километрах ниже г. Кинеля. Берега и поймы покрыты луговой растительностью и древесно-кустарниковыми массивами, среди которых и располагаются озера-старицы. У Большого Кинеля около двухсот притоков (Большой Толкай, Малый Кинель, Кутулук, Сарбай и др.).

Уровень грунтовых вод в пойме колеблется от 1,5 до 3 м первой надпойменной террасе от 4 до 7 м, на второй -15 метров, а на водоразделах более 20 метров. Грунтовые воды междуречья часто солоноваты, что связано с плохим дренажем на равнинах с одной стороны, и наличием засаленных подстилающих пород на некоторой глубине, с другой стороны.

3. Материалы и методы исследования

3.1. Заложение и описание почвенного разреза

Заложение почвенного разреза мы проводили в типичном месте. Размеры этого разреза таковы: длина 180 см, ширина 80 см, глубина в наиболее глубокой, головной части ямы – 110 см. Чтобы захватить материнскую породу, яму рыли уступами через каждые 30-40 см, с тем, чтобы в нее можно было легко войти. Ориентирование ямы проводили по оси «север-юг», чтобы северная, наиболее глубокая часть ямы, равномерно освещалась в течение дня, а ступеньки находились с южной стороны. При таком расположении солнечный свет падал на зачищенную стенку разреза длительное время (так лучше описывать и фотографировать разрез). Почва из ямы выбрасывалась вдоль длинных сторон ямы (т.е. на западную и восточную часть), причем черную гумусированную почву отбрасывали на одну сторону, а из глубинных горизонтов – на другую. После подготовки разреза перешли к его описанию.

Описание почвенного разреза проводили по нижеприведенной методике.

Выделение почвенных горизонтов

При описании почвенного разреза было выделено 3 основных почвенных горизонта:

А – горизонт аккумуляции органического вещества, формируется в верхней части профиля за счет отмирающей биомассы зеленых растений. Он имеет более темную окраску, чем другие горизонты, характеризуется максимальным содержанием гумуса и минеральных элементов питания растений.

В – иллювиальный или переходный горизонт, формируется под элювиальным или гумусовым горизонтом и служит переходом к материнской породе. В нем накапливаются вымытые из верхних горизонтов различные продукты почвообразования: гумус, разные минеральные соединения, коллоидная фракция почвы.

С – материнская порода, нижняя часть профиля, неизменного почвообразовательным процессом или представляющего собой породу, слабо затронутую почвообразовательным процессом [5].

Определение механического состава почвы

Механический состав почвы определяется долей частиц, находящихся во взаимоотношении друг к другу в объеме (табл. 2).

Таблица 2

Механический состав почвы

Механический состав

Доля мелких частиц

Свойства

Песок

0% - 10%

Рыхлый, сыпучий

Супесь

10% - 20%

Рыхлый, сыпучий, частицы сцепляются

Суглинок

20% - 30%

Частицы сцепляются непрочно

Суглинок средний

30% - 40%

Частицы сцепляются прочнее

Суглинок тяжелый

40% - 50%

Частицы сцепляются прочно

Глина

50% - 80%

Частицы сцепляются очень прочно

Определение механического состава почвы провели мокрым методом. Для этого образец растертой почвы увлажнили и перемешали до тестообразного состояния. Из подготовленной почвы на ладони скатали шарик и попробовали раскатать его в шнур толщиной примерно 3 мм, затем свернули в кольцо диаметром 2-3 см.

Определение структуры почвы

Структура почвы, или структурность – это способность почвы распадаться на отдельности, имеющие определенный размер и форму (агрегаты) [5].

Таблица 3

Классификация структурных отдельностей

Тип структур

Род структуры

Характерные признаки

Название

Кубовидная (равномерное развитие отдельностей по 3 взаимно перпендикулярным осям)

Грани и ребра отдельностей хорошо выражены, грани плоские, часто глянцевитые: аккомодация выражена; часто образуются сложные агрегаты

ореховатая

Форма отдельностей округлосглаженная; аккомодация не выражена

зернистая

Отдельности имеют неправильную форму, не огранены, аккомодация не выражена

глыбистая

Форма отдельностей неправильная сглаженноугловатая; аккомодация не выражена

комковатая

Плитовидная (развитие отдельностей по горизонтальным плоскостям)

Хорошо выражена слоеватость по горизонтальным плоскостям спайности; отдельности плоские с ровными поверхностями

плитчатая

Те же поверхности отдельностей изогнуты

чешуйчатая

Призмовидная (развитие отдельностей по вертикальной оси)

Грани и ребра отдельностей хорошо выражены, поверхности граней ровные

призматическая

То же с округлым верхним основанием «головкой»

столбчатая

Определение плотности почвы

Плотность почвы определили при помощи почвенного ножа.

Определение влажности почвы

Влажность почвы определяет многие процессы почвообразования и зависит от ряда факторов, важнейшими из которых являются климат и рельеф. В зависимости от экологической ситуации влажность почвы может варьировать в очень широких пределах от слабо увлажненной до избыточно увлажненной.

Определение наличия извести в почве

Для определения наличия извести в почве все ее слои нужно опробовать «на вскипание». Для этого на образец почвы из каждого слоя капают сильно разведенную соляную кислоту (5-10%). В случае если почва при смачивании кислотой шипит с выделением пузырьков, то записывают, что почва «вскипает» от кислоты. Это указывает на большое содержание в ней извести. «Вскипание» происходит потому, что известь при смачивании почвы кислотой разрушается, при этом выделяется углекислый газ, который и прорывается через кислоту пузырьками.

3.2. Анализ растительного покрова

Видовую принадлежность растений выясняли с использованием определителя В.В. Благовещенского. Растительное сообщество определяли по доминирующим видам.


    1. Почвенный покров на исследуемом участке

  1. Результаты исследования

В результате проведенных нами исследований была выяснена классификационная принадлежность почвы (чернозем типичный). Характеристика почвенного разреза приведена ниже.

Горизонт А: 0-9 см – мощность 9 см; горизонт В: 9-84 см – мощность 75 см, горизонт С: 84-96 см – мощность 12 см. Сумма мощностей всех горизонтов составляет мощность почвенного профиля – 96 см (приложение 1).

Показатели мокрого способа таковы – суглинок средний, так как частицы сцепляются со средней прочностью.

Исследуемая почва имеет зернисто-глыбистую структуру. Так как форма отдельностей неправильная округлосглаженная.

Нож входил в почвенный генетический горизонт с усилием, что говорит о том, что почва уплотнена.

Степень увлажнения почвы повышается с глубиной. Для горизонта В характерно: почва слегка увлажненная, так как холодила руку при проведении опыта.

Опыт на определение содержания карбонатов (согласно методике). показал, что содержание карбонатов увеличивается с глубиной. Слой А – вскипания нет, слой В вскипание слабое, слой С – среднее (приложение 5).

4.2. Растительный покров на исследуемом участке

В ходе исследования, нами было установлено произрастание следующих видов растений на опытном участке (табл. 4) [6,7].

Таблица 4

Видовой состав растительного покрова на исследуемом участке

Вид

Экологическая

группа

Жизненная форма

Хозяйственное значение

Астровые (Asteraceae)

1

Тысячелистник обыкновенный

AchilleamillefoliumL.

Мезофит

Травянистый длиннокорневищный многолетник

Медоносное, кормовое, пряное

2

Полынь австрийская

Artemísiaaustriaca

Ксерофит

Полукустарничек

Лекарственное, эфирномасляничное

3

Цикорий обыкновенный

Cichorium intybusL.

Мезофит

Травянистый стержнекорневой многолетник

Лекарственное, медоносное, витаминное, пищевое, кормовое

4

Одуванчик лекарственный

Taraxacum officinale

Мезофит

Травянистый стержнекорневой многолетник

Лекарственное, медоносное, пыльценосное, кормовое

Розоцветные (Rosaceae)

5

Репешок обыкновенный

Agrimonia eupatoriaL.

Мезофит

Травянистый корневищный многолетник

Лекарственное, медоносное, дубильное

6

Земляника зеленая

Fragaria viridis

Мезоксерофит

Травянистый корневищный многолетник

Лекарственное, пищевое, кормовое

Бобовые (Fabaceae)

7

Астрагал нутовый

Astragalus cicerL.

Мезофит

Травянистый корневищный многолетник

Кормовое

8

Астрагал яйцеплодный

Astragalus testiculatus Pall.

Ксерофит

Травянистый стержнекорневой многолетник

Декоративное

Злаковые (Gramineae)

9

Кострец безостый

Bromus inermis

Мезофит

Травянистый длиннокорневищный многолетник

Кормовое

10

Ковыль волосатик (Тырса)

Stipa capillataL.

Ксерофит

Травянистый густодерновинный многолетник

Кормовое

Молочайные(Euphorbiaceae)

11

Молочай прутьевидный

EuphorbiaL.

Мезоксерофит

Травянистый стержнекорневой многолетник

Лекарственное, ядовитое

Заразиховые(Orobanchaceae)

12

Марьянник серебристохохлатый

Melampurumargurocomun

Ксерофит

Однолетник

Сорное, медоносное

Яснотковые(Lamiaceae)

13

Зопник клубненосный

Phlomis tuberosaL.

Мезофит

Травянистый клубнекорневой многолетник

Лекарственное, медоносное, пищевое

Сложноцветные(Compositae)

14

Горчак желтый

Pircis hiracioides L.

Мезофит

Двулетник

Медоносное

Подорожниковые(Plantaginaceae)

15

Подорожник степной

Plantagostepposa

Ксерофит

Травянистый стержнекорневой многолетник

Лекарственное, пыльценосное, кормовое, дубильное

Губоцветные(Labiatae)

16

Шалфей остепненный

Salvia tesquicola klok et Pobed.

Мезоксерофит

Травянистый стержнекорневой многолетник

Лекарственное, медоносное, эфирномасляничное

Данные таблицы свидетельствуют, что наибольшее количество встреченных видов относится к сем. Астровые (4 вида), а также – Розоцветные (2 вида), Бобовые (2 вида), Злаковые (2 вида). Остальные семейства представлены одним видом.

Также мы провели анализ растительного покрова, что предусматривает разделение растительного покрова на группы видов в соответствии с их экологическими, хозяйственными или какими-либо иными свойствами.

Из таблицы 4 видно, что растения относятся к следующим экологическим группам: мезофиты (8 видов), ксерофиты (5 видов), мезоксерофиты (3 вида).

Мезофиты – растения, приспособленные к жизни в условиях среднего увлажнения почвы и воздуха. Они обычно имеют хорошо развитые листья, с крупными не опушенными или слабо опушенными пластинками.

Ксерофиты – растения, приспособленные к жизни в условиях более или менее значительного дефицита влаги. Они способны переносить продолжительную атмосферную и почвенную засуху. Растения этой группы неоднородны и характеризуются различными адаптациями к неблагоприятным условиям жизни.

Мезоксерофиты – растения, которые занимают промежуточное значение. Они имеют приспособления, позволяющие им переносить непродолжительную засуху [7].

Среди жизненных форм преобладают травянистые стержнекорневые многолетники (шалфей остепненный, одуванчик лекарственный). Одно-двулетники представлены двумя видами (марьянник серебристохохлатый, горчак желтый).

Хозяйственное значение растений в основном – лекарственное (молочай прутьевидный, полынь австрийская) и кормовое (астрагал нутовый, цикорий обыкновенный). Меньшим числом видов представлены группы медоносных (зопник клубненосный, тысячелистник обыкновенный), эфиромасличных (шалфей остепненный) и пищевых растений (земляника зеленая).

Доминирующими видами в сообществах являются: кострец безостый, полынь австрийская и земляника зеленая (приложение 6).

Таким образом, на исследуемом участке можно выделить следующие степные сообщества: кострецово-полынное, кострецово-разнотравное, землянично-кострецовое (приложение 7).

4.3. Влияние антропогенного фактора

на почвенно-растительный покров ключевого участка

На исследуемом участке отмечено явное антропогенное воздействие: грунтовая дорога, встречаются следы пребывания отдыхающих. Свалки состоят из полиэтиленовых пакетов, бытовых вещей, потерявших свои потребительские свойства. Имеются как «свежие», так и старые костровища, где происходит медленное зарастание травостоем.

Заключение

Изучив почвенно-растительный покров исследуемого участка, мы пришли к следующим выводам.

Исследуемый образец почвы по своим характеристикам близок к типу – чернозем, подтипу – типичный, роду – карбонатный, виду – среднегумусный, среднемощный, на средних суглинках.

В ходе исследования, нами было установлено произрастание 16 видов растений на опытном участке. Доминирующими видами в сообществах являются: кострец безостый, полынь австрийская и земляника зеленая. Мы выделили следующие степные сообщества: кострецово-полынное, кострецово-разнотравное, землянично-кострецовое.

Данная почва пригодна для использования в сельскохозяйственных целях.

Список использованной литературы

  1. Атлас земель Самарской области [Текст] /Гл. ред. Л.Н. Порошина – Самара: Российский научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт земельных ресурсов, 2002. – 99 с.

  2. Баранова, М.Н. Географическое краеведение Самарской области [Текст]: учебное пособие для студентов и учителей / М.Н.Баранова, О.В.Воробьева, С.А.Ибрагимова. – Самара: Изд-во СГПУ, 2009. – 106 с.

  3. Воронин, В.В. География Самарской области [Текст]: учебное пособие для учащихся 8-9-х классов средней школы / В.В.Воронин, В.А.Гавриленкова. – Самара: ГОУ СИПКРО, 2008. – 266 с.

  4. Захаров, А.С. «Зеленая книга» Поволжья: Охраняемые природные территории Самарской области [Текст] / А.С.Захаров, М.С.Горелов. – Самара: Кн. изд-во, 1995. – 352 с.

  5. Казанцев, И.В. Учебная практика по географии, землеведению и природопользованию [Текст]: учебно-методическое пособие для студентов / И.В.Казанцев, Л.Ф.Ляховская, Е.С.Степанова, С.А.Ибрагимова. – Самара: ПГСГА, 2014. – 176 с.

  6. Тихомиров, В.Н. Школьный ботанический атлас / В.Н.Тихомиров, Т.В.Асеева. – Москва: «Просвещение», 1964. – 274 с.

  7. Устинова, А.А., Сосудистые растения Самарской области [Текст]: учебное пособие / А.А.Устинова, Н.С.Ильина. – Самара: ООО «ИПК «Содружество»», 2007. – 400 с.

  8. http://www.priroda.samregion.ru

Приложение 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Почвенный разрез исследуемого участка

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Определение механического состава почвы

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Определение плотности почвы

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Определение наличия извести в почве

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Определение видов растений

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Растительный покров на исследуемом участке