Jour of adv research in dynamical & control systems, vol. 12, special issue-06, 2020


Download 422.53 Kb.
Pdf ko'rish
bet1/3
Sana21.08.2020
Hajmi422.53 Kb.
#127159
  1   2   3
Bog'liq
Ramazonov


Jour of adv research in dynamical & control systems, vol. 12, special issue-06, 2020

 

 



620

 

DOI: 10.5373/JARDCS/V12SP6/SP20201072 



*Corresponding Author :

 

Bakhtiyor RamazonovichRamazonov 

Article History: Received: Mar 24, 2020, Accepted: June 27, 2020 



Soil cover of the aral sea region and change of 

soil properties under the influence of 

desertification 

(on the example of soils of the karakalpakstan 

region)

 

1

Bakhtiyor RamazonovichRamazonov 

1

Doctor of Philosophy in Biological Sciences (PhD), Chirchik State Pedagogical Institute of the Tashkent Region, Uzbekistan 

Abstract: This article summarizes information about changes in natural and anthropogenic desertification processes 

and the patterns of their manifestation in the Aral Sea region. In connection with the intensification of desertification, 

the  arid-zonal  factor  began  to  play  a  decisive  role  in  soil-forming  processes—the  rapid  transition  of  hydromorphic 

soils  to  automorphic  desert  ones.  It  was  revealed  that  with  a  sharp  change  in  climate  and  the  intensification  of  the 

desertification  process  in  the  main  part  of  the  Aral  Sea  territory,  hydromorphic  conditions  disappeared  and  the 

landscapes  acquired  a  desert  character,  the  soil  cover  reached  a  typically  desert  stage  of  development,  its 

biogeocenoses disappeared, and tugai vegetation also dried out. And also, this article is about the characterization of 

the soil cover of the Aral Sea region Desert-sandy soils, gray-brown soils, takirs and takyr soils are widespread in the 

region. We are also talking about the specific conditions of soil formation prevailing on the dried bottom of the Aral 

Sea.  The  study  was  carried  out  as  part  of  the  research  plan  of  the  Research  Institute  of  Soil  Science  and  Agro 

chemistry on applied and fundamental projects on an applied topic: .KHA-7-006-2015 “A comprehensive study of the 

irrigated  soils  of  the  lower  reaches  of  the  Amu  Darya,  fertility  assessment,  the  establishment  of  lands  subject  to 

degradation,  the  improvement  of  their  ecological  and  land  reclamation  conditions  and  the  development  of 

recommendations for restoring their fertility” (2015-2017), as well as fundamental KHF-5-006 topic “The formation 

and transformation of the soil cover of the Aral Sea region under conditions of climate change” (2017-2020). 

Keywords:Aral Sea, salinization, desertification process, irrigation soil erosion, agrochemical, degradation, transformation, 

soil  maps,  soil  cover,  fertility,  landscape,  global,  climate  change,  anthropogenic,  Amu  Darya,  delta,  hydromorphic  salt 

marshes, dynamics of irrigated soils. 

Introduction 

Today in the world, the desertification process covers 36-40 percent of the continent’s surface and its further growth can be 

connected  on the Rifit plume in Africa, Chad, the Atacama Desert in  North and South America, in the great  basin of the 

West,  in  Asia,  the  disappearance  or  intensive  reduction  of  Chan,  Balkhash,  Aral.  On  June  17,  1994,  a  convention  was 

adopted in Paris  in  order  to  mitigate the impact  of  the desertification process  and  to seek their resolution. Improving  the 

properties and characteristics of low-fertile soils subject to degradation and desertification, their reclamation state, as well as 

effective use is one of the urgent tasks. 

At this time, scientific research is being carried out all over the world  on the establishment, prevention and  mitigation of 

desertification of soil cover in the following priority areas. In particular, special attention is paid to the implementation of 

scientific  research  aimed  at  preventing  desertification  processes  arising  under  the  influence  of  increased  anthropogenic 

pressure and global climate change, improving the reclamation-ecological state of soils, combating irrigation soil erosion, 

protecting soils from secondary salinization, and also on the efficient use of soils subject to desertification. 

At the end of the 1950s and beginning 1960s, the water flow of the Amudarya and the Syrdarya declined sharply, which led 

to significant changes in the natural and ecological situation in the Aral Sea area. With the draining of the Aral Sea – the 

process of desertification, changes in soil formation conditions began here. A decisive role in soilforming processes began to 

play the arid-zonal factor, which led to a sharp transition of hydromorphic soils to automorphic desert soils. Such a rapid 

transition, when for a few years the groundwater level has significantly decreased and soil has dried up, predetermined the 

peculiarities of their evolution in the first stage of aridization. As a result of the development of evolutionary processes, the 

evolutionary soils have fallen out of evolutionary chain and the transition from meadow soils to marshy soils, characteristic 

for the ancient lowland plains of the lower reaches, has been erased. The genesis of soils at this stage, with the exception of 

solonchaks, is almost completely determined by the features inherited from the preceding, initial soil-forming processes. 


Soil cover of the aral sea region and change of soil properties under the influence of desertification 

(on the example of soils of the karakalpakstan region) 

621


 

 

To date, scientific research has been carried out, scientific developments have been developed and certain results have been 



achieved to identify changes in the soil cover of the Aral Sea region under the influence of desertification processes. In the 

action strategy of the Republic of Uzbekistan, for 2017-2021, important tasks are identified for "...mitigating the impact of 

global  climate  change  and  the  drying  of  the Aral  Sea  on  the  development  of  agriculture  and  the  life  of  the  population". 

Identification  of  the  processes  of  degradation  and  desertification  of  the  Aral  Sea  region,  mitigation  of  the  influence  of 

existing  negative  processes,  conservation,  enhancement  and  management  of  soil  fertility,  rational  use  of  land,  research 

aimed at protecting the soil and the development of scientifically based land reclamation activities is gaining importance. 

The study of the irrigated soils of the Aral Sea region, the study of their agrochemical, physic-chemical, biological and other 

properties,  land  reclamation,  soil  evolution,  their  humus  state,  soil  quality  assessment,  conservation,  restoration  and 

improvement of their fertility were carried out by many domestic and foreign scientists. Such as V.V Bartold, N.G. Stoletov, 

N.A. Dimo, B.B.Polynov, B.V.Fedorov, L.T.Tursunov [17, 18, 24, 29], V.G.Popov [13, 14], A.Z.Genusov [6], N.V.Kimberg 

[6],  R.K.Kuziev  [8,  9,  10],  I.T.Turapov,  M.M.Tashkuziev,  S.Abdullaev,  R.Kurvantaev,  V.E.Sektimenko  [23,  24], 

N.Yu.Abdurakhmonov  [21],  A.Zh.Ismonov  [9,  16],  A.U.Akhmedov  [21],  H.K.Namozov,  L.L.Suishov,  G.V.  Stulina, 

K.Yansgiya, F.A.Shinner, R.Niederbacher, R.Barta, M.Seto, B.R.Ramazonov [16, 17, 18, 19, 20, 21, 22], I.P.Gerasimov [7], 

B.A.Armor [1]Dukhovny V.A [3], Rafikov V.A. [15], Felician I.N. [4, 5], Shelayev A.F. [25],Tairov T.M. [27]etc. However, 

information  about  the  changes  that  have  occurred  in  the  soil  cover  of  the  Aral  Sea  region,  under  the  influence  of 

desertification,  are  currently  insufficient.  Scientific  studies  to  determine  changes  in  soil  properties  due  to  drought  and 

desertification processes resulting from global climate change and the drying up of the sea, as well as to prevent or mitigate 

the negative processes occurring in the soil cover, have not been carried out adequately.

 

Materials And Methods 

The main objective of the study is to establish the transformation of the soil cover of the Aral Sea region under conditions of 

climate change, to determine changes in the properties and characteristics of common soils, as well as to develop a set of 

measures aimed at eliminating the negative processes occurring in them. The objective of the research is a comprehensive 

study  of  the  soil  supporting  properties  selected  in  the Aral  Sea  region,  the  establishment  of  a  modern  reclamation  state, 

agrochemical,  agrophysical  soil  properties;  compilation  of  soil  maps  of  selected  farms  with  a  scale  of  1:10000, 

agrochemical  cartograms,  and  on  their  basis,  development  of  recommendations  for  restoring  soil  fertility;  study  of  the 

features of soil cover transformation due to a sharp change in soil formation processes, under the influence of the drying of 

the Aral Sea in the ancient and old "living" Amu Darya delta; determination of changes, including negative ones, resulting 

from desertification of the territory by comparing research results with data from previous studies; development of a set of 

measures aimed at preventing and mitigating the negative processes occurring in the soil cover as a result of desertification 

caused by climate change over the past 60-70 years and improper redistribution of water reserves in the Aral Sea region. The 

object of the study is irrigated  meadow-alluvial, meadow-takyr, takyr-meadow and grey-brown fallow, takyr, desert-sand, 

solonchak, residual-bog and coastal semi-hydromorphic solonchak soils widespread in the Aral Sea region. 

The scientific novelty of our research in the Aral Sea region is as follows: it has been established that due to global climate 

change in the last 60-70 years, redistribution of water reserves, increased anthropogenic load, desertification of the Aral Sea 

soil cover and changes in the soil cover are manifested; features of soil cover transformation as a result of a sharp change in 

soil formation processes in the ancient and “living” river deltas were established; compiled large-scale soil maps of irrigated 

and virgin areas of typical farms and determined salinization of soils, their supply with nutrients; it was found that in the 

Aral Sea region under the influence of desertification, the hydromorphic soil formation regime changed to automorphic and 

the areas of grey-brown, takyr, desert-sand and solonchak soils corresponding to the desert zone increased proportionally; 

based  on  the  determination  of  the  negative  processes  occurring  in  the  soil  cover  of  the  Aral  Sea  region,  scientific 

recommendations have been developed aimed at preventing or mitigating these processes. The scientific significance of the 

research results is explained by the determination of the properties of manifestation of desertification processes in the Aral 

soil  cover  and  changes  in  the  soil  cover  due  to  global  climate  change  in  the  last  60-70  years,  the  redistribution  of  water 

reserves, the disclosure of soil cover transformation as a result of a sharp change in soil formation processes in ancient and 

"living"  river  deltas,  the  establishment  of  a  transition  from  hydromorphic  to  automorphic,  under  the  influence  of 

desertification and in proportion to its increase in area EPO-brown, takyr, desert-sandy and saline soils corresponding to the 

desert zone. The practical significance of the research results lies in the fact that we developed recommendations to improve 

soil fertility and productivity, prevent salinization and  other degradation processes, compiled soil  maps and agrochemical 

cartograms  of  a  scale  of  1:10000  providing  irrigated  areas  of  typical  farms  with  mobile  phosphorus  and  exchange 

potassium, these measures serve to preserve, restore, increase soil fertility, obtain high crop yields and rational use of land 

eh. 

In this article  we are talking  about  the soil cover  of the Aral  Sea  region and the state  of its study  in  connection with the 



drying processes of the Aral Sea, the soil and the history of the study of the soil cover of the territory are given. Literary 

information on the research on the topic of the dissertation in the republic is also given. The results of scientific research 

carried out in the framework of domestic and foreign projects on drying the Aral Sea and mitigation of its influence are also 


Jour of adv research in dynamical & control systems, vol. 12, special issue-06, 2020

 

 



622

 

DOI: 10.5373/JARDCS/V12SP6/SP20201072 



*Corresponding Author :

 

Bakhtiyor RamazonovichRamazonov 

Article History: Received: Mar 24, 2020, Accepted: June 27, 2020 

described  in  detail,  the  need  for  scientific  research  to  study  the  current  state  of  the  soil  in  the  territory  and  to  develop 

solutions aimed at mitigating the effect of desertification on them is substantiated. 

The studies were conducted under conditions of irrigated meadow-alluvial, meadow-takyr, takyr-meadow, as well as grey-

brown, takyr, takyr, desert-sand, residual-meadow, salt marshes, residual-bog soils and semi-hydromorphic coastal areas salt 

marshes,  soil-field  research  and  cameral-analytical  work  were  carried  out  on  the  basis  of  generally  accepted  methods 

developed at the Research Institute of Soil Science and Agro chemistry, as well as "Instructions for soil and investigations 

and compilation of soil maps for maintaining the State Land Cadaster ”(2005). 

On soil samples from soil sections and field experiments, selected on the basis of genetic and geographical studies, chemical 

analyzes were performed using the following methods: soil mechanical composition—using the Kaczynski pipette method; 

chemical  and  agrochemical  analysis  of  soils  -  according  to  the  method  of  E.V.Arinushkina  and  the  methodological 

guidelines  of  the  Union  of  NII;  the  separation  of  silt  particles  from  the  soil  without  chemical  treatment  was  carried  out 

according  to  R.Kh.Aydinyan  (1947);  the  composition  of  the  absorbed  bases  —  by  the  Pfeiffer  method  according  to  T.P. 

Krueger (1977); field experiments, counts, observations were carried out according to the “Methodological guidelines for 

conducting field experiments” (UzNIIH, 2007), statistical processing of the results was carried out according to the method 

of B.A.Dospekhov.

 

Experimental Results 

The climate of the Aral Sea region is distinguished by a sharply continental climate and aridity. The extreme arid climate 

created  a  sharply  continental  climate  in  these  territories.  According  to  the  Muynak  and  Nukus  weather  stations,  the  air 

temperature ranges from 9,8°C to 11,0°C and the average monthly  temperature in the month of July is 26,3-27,1°C. It  is 

noted that the maximum air temperature during the day is 46-48°C, in the winter months - on average from 6,9-7,6°C to 32-

35°C. 

Table № 1.Long-term average monthly and annual indicators of meteorological elements of the lower Amu Darya 

Name 


stations 

II 



III  IV 

VI 



VII 

VIII  IХ 

Х 

ХI 


ХII 

Год 


Average air temperature, °С 

Muynak 


-7,2  -6,6 

0,3  8,3 

17,3  22,9  26,3  24,9  19,5  11,0  3,9 

-2,6 


9,8 

Kungirat 

-7,1  -4,9 

2,5  11,5  19,0  23,0  25,8  23,9  17,6  9,5 

2,4 

-3,1 


10,0 

Chimbay 


-7,6  -5,0 

2,8  11,9  19,4  23,7  26,0  23,9  17,7  9,6 

2,0 

-3,8 


10,0 

Nukus 


-6,9  -4,0 

4,1  13,1  20,5  25,0  27,1  24,7  18,3  10,4  2,1 

-3,0 

11,0 


Absolute moisture of average monthly air in mm 

Muynak 


3,2 

3,5 


8,4  8,4 

11,9  16,7  19,7  19,2  14,3  9,6 

7,3 

4,8 


10,3 

Kungirat 

3,1 

3,5 


8,1  8,1 

10,4  15,5  18,9  17,7  12,9  8,0 

6,3 

4,4 


9,5 

Chimbay 


3,1 

3,7 


7,9  7,9 

10,0  12,9  16,1  15,1  10,9  6,8 

6,1 

4,3 


8,5 

Nukus 


3,1 

3,5 


5,7  7,7 

9,3 


12,7  15,1  14,3  10,4  6,7 

5,7 


4,4 

8,2 


Monthly average precipitation, in mm 

Muynak 


10 

14  14 



10 





10 

11 


10,5 

Kungirat 

10 



18  16 



11 





10 

12 


10,8 

Chimbay 


10 

17  12 







11 


8,7 

Nukus 


13  14 



10 





8,2 



Average wind speed, m/s. 

Muynak 


5,7 

5,4 


3,2 

5,7 


6,2 

5,1 


5,0 

5,5 


4,9 

5,2 


6,5 

5,6  5,4 

Kungirat 

4,2 


4,7 

5,1 


4,7 

4,9 


4,2 

4,1 


3,7 

3,6 


3,6 

3,9 


4,3  4,2 

Chimbay 


3,5 

3,9 


4,6 

4,1 


4,3 

3,7 


3,4 

3,2 


2,7 

3,1 


3,6 

3,7  3,7 

Nukus 

4,1 


4,3 

4,9 


4,5 

4,6 


5,1 

4,8 


4,2 

3,5 


3,3 

3,5 


4,1  4,1 

 

The ancient and modern deltas of the Aral Sea region consist mainly of plains with a very weak slope, and the embankments 



and  lowlands  located  between  the  channels  of  the  operating  and  dried  rivers  have  turned  the  general  plain  view  into  a 

number of complex reliefs. 

The soils of the Aral Sea region are formed mainly on 4 sediments. Firstly, sandy-clay alluvial, layered deposits formed in 

different periods; secondly, covering with varying degrees of vegetation and re-established sand deposits under the influence 

of  winds;  thirdly,  carbonate  dust-like  saz  and  sand-clay  deposits  containing  limestone;  and  fourth,  eluvial-saz  deposits 


Soil cover of the aral sea region and change of soil properties under the influence of desertification 

(on the example of soils of the karakalpakstan region) 

623


 

 

associated with effusive rocks. 



The territory of the Aral Sea region has a peculiar vegetation cover and the landscape structure is very diverse. 51 species of 

plant landscapes were identified and mapped here. In the Aral Sea region,  one can distinguish wetland, tugai, halophytic, 

desert or steppe  varieties of plants. Formations  of wetland plants are especially found in areas  of high humidity: Typha - 

cattail, Phragmitusaustralius - reed, Ceattophyllum - hornwort. As a result of the intensive reduction of wetland areas, plant 

varieties  also  decreased,  and  at  the  same  time,  the  areas  of  vegetation  distribution  decreased.  It  is  believed  that  in  the 

temporarily flooded zones and lakes of the Aral Sea region, varieties of reed formations are very widespread. 

At the same time, human influence on soil formation processes is multifaceted and diverse. Deforestation, hayfields, animal 

husbandry, plowing and cultivating land, irrigation, applying various fertilizers and chemicals to the soil, together with the 

drying of the Aral Sea and desertification, led to a sharp reduction in biogeocenoses and plant formation, and in some cases 

to the extinction of the latter, also to the extinction of tugai forests. In order to prevent the movement of sand and salts from 

the Aral Sea on 500 thousand hectares of land, large-scale work is underway to cut furrows to plant forests (saxaul) and so 

far,saxaul  has  been planted  on an area  of  500  thousand  hectares  of  dried  bottom  of  the Aral Sea. The discovery  of fresh 

water at a depth  of  280-300  meters 200  km  from the city  of  Muynak, around  the island of BorsaKelmes, will  lead  to an 

increase in biodiversity and an improvement in the ecological condition of the region. 

In the Aral Sea region, hydromorphic and automorphic soils are common. Automorphic soils are widespread in the Aral Sea 

region and the signs of their soil formation are related to the lithological structure, topography and age of the terrain, the 

microclimate  characteristic  of  each  type  of  soil,  hydrothermal  regime,  the  chemical  environment  in  the  process  of  soil 

formation and other complex soil characteristics. In the massifs of Zhanadarya and Mulk of the Takhtakupir district, gray-

brown, takyr, desert-sand and solonchak soils are widespread. 

When  studying  the  genetic  horizons  of  gray-brown  soils,  it  was  observed  that  their  profile  consists  of  layered,  porous 

cortical layers, clay and compacted, with humus content in the sub crustal layer, insignificant thickness of soil horizons, and 

an  increase  in  secondary  carbonates  formed  under  the  influence  of  biological  factors  in  the  upper  soil  horizons. 

Accumulation  of  gypsum  in  subsoil  horizons,  and  a  predisposition  to  shale  and  the  formation  of  salt  marshes  under  the 

influence of dry climate. The surface of the soil is covered with a light gray crust with a thickness of 1-3 cm, under it there 

is a light brown horizon, finely layered, with a friable structure, the thickness of which is 10-12 cm. A powerful gypsum 

horizon begins at a depth of 40-50 cm of gray-brown soils. characteristic of these soils, and beneath it is a parent rock with a 

very dense deposition. 

The mechanical composition of gray-brown soils is loamy, but, despite this, the total number of fractions of coarse sand and 

pebbles, with a diameter of more than 1-3 mm, does not exceed 2-3% on the surface of the gypsum-bearing layer. The main 

part of carbonates is located on the surface of soils and is biologically formed for a long time, the gypsum horizon consists 

of weathered, under the influence  of long-term exposure  to wind, a combined mixture of fibrous and porous  gypsum, its 

thickness  reaches  30-60  cm,  and  in  some  cases  up  to  100  cm  the  amount  of  gypsum  in  this  horizon  is  30-60%,  and 

sometimes 90%. These soils are solonchak soils, containing at varying depths certain amounts of sulfate and chloride salts, 

and traces of solonetzization can be found in the crustal horizon. 

In  the  upper  horizons  of  gray-brown  light  loamy  soils,  the  content  of  coarse  sand  particles  averages  16,6-43,0%,  dust 

particles – 9,5-19,5%, silty particles – 2,1% and physical clay 29,5%, and have a loamy mechanical composition. 

By mechanical composition, takyr soils are mainly light loamy, sandy loamy, and some horizons are made of sand, coarse 

sand  predominates  over  coarse  dust  particles.  Since  these  soils  are  developed  in  a  dry  climate,  where  a  small  amount  of 

precipitation falls, a slow course of humus formation processes is noted, due to the slow course of mineralization of organic 

residues. A certain  pattern was noted in the  distribution and  diversity  of  these soils:  insignificant  humus  contents  of  0,5-

1,0%  and  the  thickness  of  the  humus  horizon  range  from  15-20  cm.  In  the  sod  horizon  of  gray-brown  soils,  the  humus 

content  averages  from  0,966%  to  1,146  %,  in  the  lower  part  of  the  soil  profile,  starting  from  60-70  cm,  its  amount  on 

average ranges from 0,356-0,400%. In the upper horizons of takir soils, humus is in the range of 1,016-1,045%, and in the 

lower horizons it is about 0,76%, the number of carbonates is on average from 9,131% to 9,820%, gypsum 0,10-0,15% and 

they are found in small quantities

 


Jour of adv research in dynamical & control systems, vol. 12, special issue-06, 2020

 

 



624

 

DOI: 10.5373/JARDCS/V12SP6/SP20201072 



*Corresponding Author :

 

Bakhtiyor RamazonovichRamazonov 

Article History: Received: Mar 24, 2020, Accepted: June 27, 2020 



Download 422.53 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:
  1   2   3




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling