ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2019-1-94-104ecodag-1522Research ArticleЛАНДШАФТНАЯ ЭКОЛОГИЯLANDSCAPE ECOLOGYДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ СТРУКТУРЫ ЛАНДШАФТА И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫDIFFERENTIATION OF STRUCTURE LANDSCAPE AND ENVIRONMENTAL INDICATORShttps://orcid.org/0000-0002-7993-2411МедведевИ. Ф.MedvedevI. F.

Иван Ф. Медведев, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник отдела экологии агроландшафтов

Саратов

Saratov

https://orcid.org/0000-0003-4519-9925ГубаревД. И.GubarevD. I.

Денис И. Губарев, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела экологии агроландшафтов

Саратов

Denis I. Gubarev, Candidat of agricultural sciences, leading researcher Department of agrolandscape ecology

Saratov

https://orcid.org/0000-0002-1836-7199ДеревягинС. С.DerevyaginS. S.

Сергей С. Деревягин, кандидат сельскохозяйственных наук, заместитель директора по научной работе

Саратов, 410010, ул. Тулайкова, д.7

Scopus Author ID: 57200366078

Sergey S. Derevyagin, Candidat of agricultural sciences, deputy director for science

410010, Saratov, Tulaikov Street, 7

Scopus Author ID: 57200366078

sergey_derevyagin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2999-3363НесветаевМ. Ю.NesvetaevM. Yu.

Михаил Ю. Несветаев, младший научный сотрудник отдела экологии агроландшафтов

Саратов

Mikhail Yu. Nesvetaev, junior researcher, Department of agrolandscape ecology

Saratov

ВеринА. Ю.VerinA. Yu.

Александр Ю. Верин, младший научный сотрудник отдела экологии агроландшафтов

Саратов

Alexander Yu. Verin, junior researcher Department of agrolandscape ecology

Saratov

МищенкоН. В.MishchenkoN. V.

Наталья В. Мищенко, доктор биологических наук, доцент

Владимир

Natalia V. Mishchenko, Doctor of Biological Sciences, Associate Professor

Vladimir

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-ВостокаРоссияAgricultural Research Institute of South-East RegionRussian FederationВладимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича СтолетовыхРоссияVladimir State University named after A.G. and N.G. Stoletov’sRussian Federation20190304201914194104Copyright © Медведев И.Ф., Губарев Д.И., Деревягин С.С., Несветаев М.Ю., Верин А.Ю., Мищенко Н.В., 20192019Медведев И.Ф., Губарев Д.И., Деревягин С.С., Несветаев М.Ю., Верин А.Ю., Мищенко Н.В.Medvedev I.F., Gubarev D.I., Derevyagin S.S., Nesvetaev M.Y., Verin A.Y., Mishchenko N.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/1522Цель

Цель: выявить степень влияния морфологической неоднородности территории на экологическое состояние агроландшафта.

Методы

Методы. Исследования проводилась на территории площадью 608,5 га и коэффициентом горизонтальной расчленённости 8,36 км/км2. Для проведения наблюдений использовали рассредоточенные тестовые площадки размером 10 м2. На каждом типе фаций тестовые площадки закладывались на пашне в трехкратной повторности. Использовались стандартные методы исследований с применением ГИС. Были оцифрованы существующие тематические карты местности и создана цифровая модель рельефа на основе топографической съемки местности. Вычисления и визуализация данных произведены с помощью и на базе программного комплекса ArcGIS и Microsoft Excel.

Результаты

Результаты. Установлена степень влияния типов фаций ландшафтной местности на отдельные критерии и индикаторы продуктивности пашни (микроклиматические показатели, водные свойства почвы, элементы плодородия). Проведена пространственная экологически обоснованная дифференциация типов урочищ на типы фаций.

Выводы

Выводы. Наиболее высокой экологической стабильностью обладают склоны северной экспозиции (I-IVn). Они лидируют по содержанию продуктивной влаги, подвижного фосфора и калия. Фации склонов южной экспозиции (I-IVs) лидируют по инсоляции, содержанию гумуса и нитратного азота. Содержание тяжёлых металлов в почвах и урожае пшеницы выше на склонах южной экспозиции и водоразделах второго порядка (IVn). Максимальная урожайность 2,9 т/га была получена на водораздельном типе фаций (V). Установлена тесная связь (r=-0,72) между урожайностью и рH почвенного раствора, средняя – с подвижными формами фосфора (r=0,59) и калия (r=0,84).

Aim

Aim. To identify the degree of influence of the morphological heterogeneity of the territory on the ecological state of the agricultural landscape.

Methods The study was conducted on an area of 608.5 hectares and a horizontal dissection factor of 8.36 km/km2. For the observations, distributed test pads measuring 10 m2 were used. On each type of facies, test sites were laid on arable land in triplicate. We used standard research methods using GIS. Existing thematic terrain maps were digitized and a digital elevation model based on a topographic survey of the terrain was created. Calculations and visualization of data are made using and based on the ArcGIS and Microsoft Excel software.

Results

Results. The degree of influence of the types of facies of the landscape area on individual criteria and indicators of arable land productivity (microclimatic indicators, water properties of the soil, elements of fertility) has been established. Spatial ecologically justified differentiation of types of tracts into facies types has been carried out.

Main conclusions

Main conclusions. The slopes of the northern exposure (I-IVn) have the highest ecological stability. They lead in the content of productive moisture, mobile phosphorus and potassium. The facies of the slopes of the southern exposure (I-IVs) lead by insolation, the content of humus and nitrate nitrogen. The content of heavy metals in the soils and wheat yield is higher on the southern slopes and second-order watersheds (IVn). The maximum productivity of 2.9 t/ha was obtained on the watershed type of facies (V). A close relationship was established (r = -0.72) between productivity and pH of soil, medium – with mobile forms of phosphorus (r = 0.59) and potassium (r = 0.84).

ландшафтагроландшафтэлементы плодородиятипы фацийцифровая модель рельефаурожайностьэкологические критерии и индикаторыlandscapeagrolandscapeelements of fertilitytypes of faciesdigital elevation modelproductivityenvironmental criteria and indicatorsReferencesСолнцев Н.А. Учение о ландшафте (избранные труды). Москва: Издательство Московского университета, 2001. 384 с.Solntsev N.A. Uchenie o landshafte (izbrannye trudy) [The doctrine of landscape (selected works)]. Moscow, Moscow University Publ., 2001, 384 p. (In Russian)Pomazkova N.V., Abakumova V.Y. Analysis of the Role of Topography in the Spatial Differentiation of Landscapes Using Geoinformation and Statistical Methods // Contemporary Problems of Ecology. 2018. V. 11. Iss. 2. P. 137-149. Doi: 10.1134/S1995425518020099Pomazkova N.V., Abakumova V.Y. Analysis of the Role of Topography in the Spatial Differentiation of Landscapes Using Geoinformation and Statistical Methods. Contemporary Problems of Ecology, 2018, vol. 11, iss. 2, pp. 137-149. Doi: 10.1134/S1995425518020099Жидкин А.П., Геннадиев А.Н., Кошовский Т.С., Чендев Ю.Г. Пространственновременные параметры латеральной миграции твердофазного вещества почв (Белгородская область) // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2016. N 3. С. 9-17.Zhidkin A.P., Gennadiev A.N., Koshovskii T.S., Chendev Yu.G. Spatio-temporal parameters of the lateral migration of solid-phase soil matter (Belgorod Region). Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 5: Geografiya [Moscow University Bulletin. Series 5, Geography]. 2016, no. 3, pp. 9-17. (In Russian)Konovalova T.I., Plyusnin V.M. Development of the Geosystem Mapping Methodology // Geography and Natural Resources. 2018. V. 39. N 3. P. 197-203. Doi: 10.1134/S1875372818030022Konovalova T.I., Plyusnin V.M. Development of the Geosystem Mapping Methodology. Geography and Natural Resources, 2018, vol. 39, no. 3, pp. 197-203. DOI: 10.1134/S1875372818030022Макаров В.З., Новаковский Б.А., Чумаченко А.Н. Эколого-географическое картографирование городов. Москва: Научный мир, 2002. 196 с.Makarov V.Z., Novakovskii B.A., Chumachenko A.N. Ekologo-geograficheskoe kartografirovanie gorodov [Ecological and geographical mapping of cities]. Moscow, Nauchnyi mir Publ., 2002, 196 p. (In Russian)Медведев И.Ф., Анисимов Д.А., Бочков А.А., Орлова И.А. Рельефные особенности перераспределения продуктивной влаги по профилю черноземной почвы в период её замерзания и размерзания. // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. 2012. N 11. С. 25-29.Medvedev I.F., Anisimov D.A., Bochkov A.A., Orlova I.A. The relief features of redistribution of available moisture on the black soils during its freezing – defrosting. Vestnik Saratovskogo gosagrouniversiteta imeni N.I. Vavilova [Bulletin of the Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavilova]. 2012, no. 11, pp. 25-30. (In Russian)Медведев И.Ф., Губарев Д.И., Графов В.П. Фациальная дифференциация земельных ресурсов как основа повышения экологизации агроландшафта // Земледелие. 2018. N 1. C. 10-15.Medvedev I.F., Gubarev D.I., Grafov V.P. Facial Differentiation of Land Resources as a Basis for Promotion of the Ecologization of Agrolandscapes. Zemledelie [Zemledelie]. 2018, no. 1, pp. 10-15. (In Russian)Marchetti A., Piccini C., Francaviglia R., Mabit L. Spatial distribution of soil organic matter using geostatistics: a key indicator to assess soil degradation status in Central Italy // Pedosphere. 2012. V. 22. Iss. 2. P. 230-242. Doi: 10.1016/S1002-0160(12)60010-1Marchetti A., Piccini C., Francaviglia R., Mabit L. Spatial distribution of soil organic matter using geostatistics: a key indicator to assess soil degradation status in Central Italy. Pedosphere, 2012, vol. 22, iss. 2, pp. 230-242. Doi: 10.1016/S1002-0160(12)60010-1Bonten L.T.C., Römkens P.F.A.M., Brus D.J. Contribution of Heavy Metal Leaching from Agricultural Soils to Surface Water Loads // Environmental Forensics. 2008. V. 9. Iss. 2-3. P. 252- 257. Doi: 15275920802122981Bonten L.T.C., Römkens P.F.A.M., Brus D.J. Contribution of Heavy Metal Leaching from Agricultural Soils to Surface Water Loads. Environmental Forensics, 2008, vol. 9, iss. 2-3, pp. 252-257. Doi: 15275920802122981Derevyagin S.S., Medvedev I.F., Nazarov V.A., Zelenova A.N., Sineltsev A.A., Zelenov V.A. Interrelation between climatic changes and content of heavy metals in chernozem soils of Saratov oblast Russia // Ecology, Environment and Conservation. 2017. V. 23. Iss. 3. P. 1691-1696.Derevyagin S.S., Medvedev I.F., Nazarov V.A., Zelenova A.N., Sineltsev A.A., Zelenov V.A. Interrelation between climatic changes and content of heavy metals in chernozem soils of Saratov oblast Russia. Ecology, Environment and Conservation, 2017, vol. 23, iss. 3, pp. 1691-1696.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.