Файл: Туровцев. Биоиндикация.pdf

91 

на  ключевых  участках.  В  итоге  этого  этапа  получают  карты  динамики 

природной среды. 

На  третьем  этапе  изучают  проектные  материалы,  устанавливают  воз-

можные  или  планируемые  антропогенные  воздействия,  составляют  карты 

размещения планируемых мероприятий. 

На  четвѐртом  этапе  исследуют  особенности  устойчивости  природ-

ных  территориальных  комплексов  к  антропогенным  воздействиям,  воз-

можной реакции комплексов на воздействия с использованием литератур-

ных  сведений,  фондовых  материалов  по  свойствам  отдельных  компонен-

тов  среды,  их  взаимосвязям,  динамике,  возможным  реакциям;  разновре-

менной  аэрокосмической  информации.  Результатом  этого  этапа  является 

составление  карты  устойчивости  территориальных  комплексов,  схем 

ландшафтных взаимосвязей, предварительных прогнозных карт. 

На  заключительном  пятом  этапе  на  основе  данных,  полученных  на 

предыдущих  этапах,  разрабатываются  как  карты  прогноза  динамики  при-

родной среды, так и карта оптимального варианта планируемых воздейст-

вий.  В  большинстве  случаев  основой  прогнозных  карт  являются  ланд-

шафтно-индикационные карты, на которых объектами индикации являют-

ся  литология  и  засоление поверхностных отложений,  гидрогеологические 

условия (глубина залегания и степень минерализации грунтовых вод), поч-

вы, тектонические движения и др. 

При разработке прогнозных карт большое  – значение имеет комплекс-

ная оценка экологических условий территории, системный подход к их 

построению,  учѐт  региональных  особенностей,  существующих  и  плани-

руемых  хозяйственных  мероприятий,  устойчивости  территории  к  фак-

тору воздействия. 

В  легенде  карты  прогноза  динамики  природной  среды  указываются 

современные состояния  ландшафтов, степени их изменения, прогнози-

руемые  состояния  основных  компонентов,  производных  природно-

92 

территориальных  комплексов,  появление  которых  предполагается  в  ре-

зультате изменения условий. 

2.7. Использование ландшафтной индикации при изучении 

сельскохозяйственных земель 

Ландшафты,  в  значительной  степени  изменѐнные  регулярной 

сельскохозяйственной деятельностью человека, получили название аг-

роландшафтов  (Николаев,  1987).  Они  являются  результатом  взаимо-

действия человека с освоенной им природой и состоят из двух связан-

ных  блоков:  природного  и  сельскохозяйственного.  Ведущее  место  в 

изучении  структуры и динамики сельскохозяйственных угодий на боль-

ших территориях,  как и природных  ландшафтов,  занимает  ландшафтно-

индикационный  подход  с  использованием  аэрокосмической  информа-

ции, в частности аэрофото- и космофотоснимков. Однако дешифрирова-

ние природного блока агроландшафтной системы является более трудной 

задачей  по  сравнению  с  распознаванием  характеристик  сельскохозяйст-

венного блока, так как природные свойства системы, как правило, маски-

руются результатами сельскохозяйственной деятельности особенно на па-

хотных  землях,  где  естественная  растительность  почти  не  сохранилась. 

Кроме  снимков для  дешифрирования  используются  также данные назем-

ных наблюдений. 

2.7.1. Особенности дешифрирования сельскохозяйственных объек-

тов на аэро- и космических снимках 

К  основным  свойствам  таких  сельскохозяйственных  объектов,  как 

посевы  сельскохозяйственных  культур,  относятся  монодоминантность, 

быстрая  сезонная  физиономическая  изменчивость,  сравнительно  неболь-

шой размер полей чаще прямоугольной формы, гомогенная структура изо-

бражения с чѐткими границами. 

93 

При  сельскохозяйственном  дешифрировании  широко  применяется 

съѐмка  в  видимом  и  ближнем  инфракрасном  (750-1300  нм)  диапазонах. 

Снимки  в  тепловом  инфракрасном  диапазоне  обладают  высокой  инфор-

мативной ѐмкостью при изучении влажности почв, оценке-эффективности 

водных  мелиорации,  выявлении  культурных  растений  и  лесов,  поражѐн-

ных вредителями и болезнями. 

Наибольшая дифференциация основных типов пустынных пастбищ на-

блюдается на фотоизображениях, полученных при съѐмках ближней ульт-

рафиолетовой (320- 380 нм) и дальней инфракрасной (8000-14000 нм) зо-

нах 

спектра.  Съемка  в  дальней  инфракрасной  зоне  спектра  даѐт  возмож-

ность фиксировать температурные различия между наземными объектами, 

в том числе в ночное время. 

По аэрокосмическим снимкам возможно определение эрозионности и 

засоленности пахотных земель. На черно-белых снимках они выражаются 

в  высветлении  тона,  на  цветных  -  в  уменьшении  насыщенности  цвета. 

Водная эрозия на пашне на весенних снимках часто выражается в полос-

чатом, струйчатом рисунке изображения. 

Глава 3. Особенности превращений органического вещества в почве и 

их биоиндикация 

Главными  продуцентами  органического  вещества  на  земле  являются 

высшие  растения

.  По  ориентировочным  подсчетам  растения  ежегодно 

образуют  5,3  х10

17

  ккал  потенциальной  энергии.  Луга,  степи  аккумули-

руют 0,5-3 (около 4), леса и культурные поля – 3-10 г/м

2

 углерода в день 

(5-7 т/га в год). Большая часть растительного органического вещества со-

средоточена  на  поверхности  почвы.  Органическое  вещество  корней  со-

ставляет от 20-30 до 90% общей фитомассы и сосредоточено в верхнем 30 

- 50-сантиметровом слое почвы. В среднем около 40 % надземной и под-

земной  биомассы  растений  поступает  в  почву  в  виде  опада  и  отпада. 

Большая часть отмершей биомассы растений накапливается на поверхно-

94 

сти почвы и поступает в детритные пищевые цепи. В превращении орга-

нических веществ и гумусообразовании в почве принимают участие мно-

гоклеточные животные и микроорганизмы (бактерии, грибы, простейшие 

и др.). 

Главная функция 

животных

 в почвообразовании – потребление, пер-

вичное  и  вторичное  разрушение  органического  вещества.  Животных-

сапрофагов,  потребляющих  отмершее  органическое  вещество  и  разви-

вающиеся на нѐм микроорганизмы разделяют на три группы. К первой из 

них относят 

первичных  разрушителей

, питающихся отмершими  и  сохра-

нившими структуру частями растений, к второй – детритофагов, потреб-

ляющих сильно разрушенные остатки растений и животных, утративших 

структуру,  а  также связанных  с  ними отмерших  и  живых микроорганиз-

мов  (Стриганова,  1980).  В  третью  группу  включают 

микрофитофагов

  – 

специализированных  потребителей  почвенных  микроорганизмов.  Пер-

вичные  разрушители  осуществляют  разложение  растительных  тканей  и 

частично  разложение  клеточных  стенок,  которое  продолжается  детрито-

фагами.  Микрофитофаги  регулируют  групповой  состав  сапротрофной 

микрофлоры. В целом животные ускоряют разрушение растительных ос-

татков  посредством  механического  воздействия,  подготавливают  их  для 

гумусообразования, регулируют численность и состав микроорганизмов. 

Главнейшая  функция 

микроорганизмов 

–  синтез  физиологически  ак-

тивных соединений  (ферментов, витаминов, аминокислот и др.): гумусо-

образование, разрушение гумуса, доведение процессов разложения расти-

тельного и животного органического вещества до полной минерализации. 

При этом грибы разлагают две трети, а бактерии  – одну треть органиче-

ского  вещества.  В  местах  концентрации  грибного  мицелия  подавляется 

развитие  бактерий,  простейших,  происходит  задержка  последних  стадий 

разложения  остатков.  Выедание  животными  грибов  ускоряет  микробио-

логические процессы  и  стимулирует  процесс  минерализации.  Азот  осво-

95 

бождается из органических соединений благодаря деятельности денитри-

фицирующих бактерий и  накапливается из атмосферы азотфиксирующи-

ми  бактериями,  некоторыми  водорослями.  Фиксировать  атмосферный 

азот способны свободно живущие бактерии родов 

азотобактэр

, 

костри-

диум, клубеньковые бактерии рода ризобиум, сине-зеленые водоросли ро-

дов  анабэна,  носток,  цилиндроспермум,  пурпурные  бактерии  роэлоспи-

риллум,  некоторые  бактерии

  семейства  псевдомонодацэ,  актиномицеты. 

Большинство  микроорганизмов,  участвующих  в  образовании  гумуса,  за-

селяют  в  основном  верхнюю  корнеобитаемую  толщу  почвы,  концентри-

руясь в наружном10 - 20-сантиметровом слое, где их биомасса составляет 

0,5-2,5%  массы  гумуса.  Почвенные  водоросли  обогащают  почву  органи-

ческим веществом. 

Таким  образом,  растения  преимущественно  синтезируют  органиче-

ское  вещество,  животные  выполняют  первичное  механическое  и  биохи-

мическое  разрушение  органики,  подготовку  ее  для  гумусообразования, 

микроорганизмы  завершают  разложение  органического  вещества,  синте-

зируют гумус и разрушают его. 

Гумус 

–  органическое  вещество  почвы  специфической  природы, 

сложный продукт биохимических реакций, протекающих в почве. Его ос-

нову составляют 

гуминовые кислоты и фульвокислоты

  –  гетерогенные и 

полидисперсные  высокомолекулярные  ароматические  соединения  типа 

фенолов,  аминокислот,  пептидов,  содержащие  азот  и  образующиеся  при 

микробном разложении растительных и животных остатков. В гуминовых 

кислотах по весу на долю углерода приходится 50-62%, водорода - 3-7%, 

кислорода  - 31-40%, азота  - 2-6%, а в фульвокислотах  – соответственно: 

40-52%, 4-6%, 40-48%  и  2-6%. Отношение  углерод/азот  в гуминовых  ки-

слотах  составляет  8/31,  в  фульвокислотах  -  7/26.  Содержание  гумуса  в 

обыктовенных  черноземах  7-8%,  в  мощных  черноземах  -  9-10%.  Проис-

хождение  гумуса  до  конца  не  выяснено.  Одна  из  гипотез  предполагает