Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
91
Добавлен:
23.07.2018
Размер:
15.72 Mб
Скачать

Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)

Донского междуречья и в пустынно-степной зоне Заволжья составляет 50-70 мм.

Полученные данные свидетельствуют о том, что в IV тыс. до н.э. палеопочвы региона развивались в условияхповышеннойатмосфернойувлажненностиснормойосадковболее400мм/год.Природнаяобстановка, наиболее близкая современной, имела место в конце IV – в первой половине III тыс. до н.э. Около 5000 лет назад началась постепенная аридизация климата, продолжавшаяся на протяжении тысячелетия и достигшая максимума на рубеже III-II тыс. до н.э. За это время среднегодовая норма атмосферных осадков снизилась не менее чем на 100-150 мм и достигла уровня 200-250 мм/год. В конечном счете около 4000 лет назад в степях Нижнего Поволжья возник самый масштабный палеоэкологический кризис за последние 6000 лет. Мы считаем, что резкая аридизация климата в конце III тыс. до н.э. имела глобальный характер. Она зафиксирована в ряде регионов степей и пустынь Евразии, в частности, на Ближнем Востоке, в Верхней Фракии, в Северном Причерноморье, в Средней Азии. В XVIII-XVII вв. до н.э. в исследуемом регионе началось смягчение климатических условий с увеличением количества атмосферных осадков до 300-400 мм/год в сухих степях Волго-Донского междуречья и до 250-350 мм/год в пустынно-степной зоне Заволжья. Пик этого увлажнения пришелся, вероятно, на середину II тыс. до н.э. и повлек за собой значительные эволюционные преобразования почв со сдвигом ландшафтных рубежей к югу. Очередной засушливый этап приходился на конец II – первую треть I тыс. до н.э. Время существования савромато-сарматской культурно-исторической общности (VI в. до н.э. - IV в. н.э.) в климатическом отношении можно рассматривать как эпоху чередования микроплювиальных

имикроаридных периодов продолжительностью до 100–150 лет. В частности, относительно влажными климатическими условиями как в Волго-Донском междуречье, так и в Заволжье характеризовались V и I вв. до н.э.,I иIVвв.н.э.(380–400и300-350мм/годсоответственно),анаиболеезасушливыми–IV-III вв.дон.э.,вторая половина II – первая половина III вв. н.э. (330–350 и 250-280 мм/год). Промежуточная и близкая ситуация по степениувлажненностиимеламестовпервойполовинеII в.н.э.ивовторойполовинеIII в.н.э.(350–380и~300 мм/год). В эпоху развитого средневековья (XII-XIV вв. н.э.) произошли довольно существенные изменения климата в сторону гумидизации. Среднегодовая норма атмосферных осадков превышала современную на 70-100 мм. Увеличение атмосферной увлажненности повлекло за собой региональную миграцию природных рубежей к югу, в частности, экспансию сухостепных ландшафтов в пределы пустынно-степных. На основании палеопочвенных данных мы можем говорить о существовании в нижневолжских степях «средневекового климатического оптимума», пик которого приходился на XIII век.

Таким образом, направленность и скорость миграции солей в почвах нижневолжских степей за историческое время прежде всего определялась вековой динамикой климата, периодической сменой аридных

игумидных эпох различной продолжительности и выраженности.

Исследования проводились при поддержке РФФИ и Программы фундаментальных исследований Президиума РАН.

Литература

1.Александровский А.Л., Александровская Е.И. Эволюция почв и географическая среда. М.: Наука, 2005. 223 с.

2.Геннадиев А.Н. Почвы и время: модели развития. М.: МГУ. 1990. 232 с.

3.Геннадиев А.Н., Пузанова Т.А. Эволюция почвенного покрова Западного Прикаспия в голоцене // Почвоведение. 1994. №2. С.5-15.

4.Демкин В.А. Палеопочвоведение и археология: интеграция в изучении истории природы и общества. Пущино:ОНТИ ПНЦ РАН, 1997. 213 с.

5.Демкин В.А., Борисов А.В., Демкина Т.С. и др. Волго-Донские степи в древности и средневековье (по материалам почвенно-археологических исследований). Пущино: SYNCHROBOOK, 2010. 120 с.

6.Иванов И.В. Эволюция почв степной зоны в голоцене. М.: Наука, 1992. 143 с.

7.Рысков Я.Г., Демкин В.А. Развитие почв и природной среды степей Южного Урала в голоцене. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1997. 165 с.

УДК 631.47

ФОССИЛИЗОВАННЫЙ ОРГАНИЧЕСКИЙ УГЛЕРОД В ПАЛЕОПОЧВАХ И ОТЛОЖЕНИЯХ ПЛИОЦЕНОВОГО ВОЗРАСТА ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

М.И. Дергачева (1), Н.В. Вашукевич (2)

(1) Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, Новосибирск, e-mail: mid555@yandex.com

(2) Иркутский государственный университет, Иркутск, e-mail: nadiav@bk.ru

Однимизмеханизмовподдержанияустойчивостиуглеродногоциклавбиосфереявляетсяфоссилизация органического углерода, в процессе которой определенная часть этого элемента удаляется из активного кругооборота, частично сохраняясь в фоссилизованном виде в палеопочвах и вмещающих их отложениях тысячи и даже миллионы лет. Часть органического углерода возвращается в его круговорот при определенных условиях, но довольно значительная часть в настоящее время обнаруживается в виде остаточного запасенного углерода, являясь резервом пополнения СО2 в атмосфере.

На фоссилизацию органического углерода в континентальных условиях практически обратили внимание только в последние 25 лет, после того, как М.А. Глазовская [1, 2] поставила вопрос о необходимости учета в глобальном цикле углерода его стока в континентальные отложения, привела расчеты запасов фоссилизованногоуглеродавосновныхтипахпочвВосточно-Европейскойравнины,показала,чтосуммарные

100

Доклады Всероссийской научной конференции

запасы такого стабильного углерода в толщах континентальных отложений на порядок превышают его запасы в активном слое (0–100 см) современных почв и рассчитала примерную скорость оттока органического углерода в фоссилизационный фонд. До этого времени такой учет в моделировании процесса круговорота углерода предусмотрен не был и даже в одной из наиболее подробных схем континентального автотрофногетеротрофного цикла углерода, предложенной К.И. Кобак [3], он не был учтен.

Оценки запасов фоссилизованного углерода в палеопочвах и отложениях плиоцена не проводилось, хотя третичные отложения, во-первых, содержат серию палеопочв с мощными гумусово-аккумулятивными горизонтами и сохранившимися немалыми запасами органического углерода в них, и, во-вторых, они часто при экзогенных процессах выходят на дневную поверхность, что может привести к минерализации фоссилизованных органических веществ.

В качестве объектов исследования рассматриваются плиоценовые палеопочвы и вмещающие их отложения в Предбайкалье, вскрытые разрезами (о. Ольхон, Байкал) и в Забайкалье – разрезом Удунга (Селенгинское среднегорье).

Рассматриваемыеотложениянао.Ольхон,относящиесякодонимскойпачке(началунижнего плиоцена), а также хорошо стратифицированной и всесторонне изученной харанцинской свите, охватывают период примерно в 5,4 млн.лет, являются стратотипом плиоценовых отложений Байкальской зоны и содержат ряд палеопочв от палеослитоземов и разных подтипов коричневых палеопочв до лесных [4]. Глубоко почвенные разрезы мощностью до 3,5–4,0 м, вскрывающие эти отложения, четко сопоставляются, коррелируют между собой, позволяют воссоздать достаточно полную стратиграфическую колонку плиоценовых отложений и рассчитать запасы органического углерода и отдельных компонентов гумуса для всей хорошо сохранившейся на о. Ольхон плиоценовой толщи отложений. Рассматриваемые палеопочвы и отложения имеют тяжелосуглинистый и глинистый состав. Только в одном разрезе присутствует 30-см толща с более легким гранулометрическим составом, чем все остальные отложения этого периода. Общая мощность изученных отложений составляет 11,2 м.

Рассматриваемые отложения в Забайкалье вскрыты разрезом Удунга (который является стратотипом плиоценовых отложений Западного Забайкалья), находящемся в долине реки Темник на юго-западном склоне Хамбинскогохребта[5].Внемчетковыделяютсятригумусовых(исопряженныхсними)горизонтанаглубинах 460-540 см, 400-430 и 335-370 см, перекрытых сверху отложениями более молодого, чем плиоценовый, возраста. Основная масса этих отложений сложена глинистыми и тяжелосуглинистыми осадками, лишь примерно 20% толщи отличается относительно более легким гранулометрическим составом.

Масштабы фоссилизации рассчитывались для общего органического углерода, углерода гуминовых кислот и фульвокислот как ближайших источников пополнения цикла углерода, а также гумина как углеродистого компонента, наиболее прочно связанного с минеральной частью палеопочв. Расчет проводился на основании полученных результатов по содержанию углерода в субаэральных отложениях плиоценового возраста, доли разных групп гумусовых веществ и имеющихся усредненных данных по объемным массам осадков для основных пород и горизонтов палеопочв [6].

Средние величины объемных масс в отложениях и горизонтах плиоценовых почв колеблются в небольших пределах 1,61-1,69 г/см3, в изученных нами отложениях близки, составляя в среднем 1,68 г/см3 , , хотяоченьнебольшаячастьосадковимеетобъемнуюмассуменее1,60г/см3.Количествообщегоорганического углерода (Сорг) колеблется в пределах 0,11–0,91% в палеопочвах и вмещающих их отложениях о. Ольхон и 0,14–0,34% в отложениях, вскрытых разрезом Удунга.

Результатырасчетовпоказали,чтонаиболеедревняяпалеопочванао.Ольхон,сформированнаявначале нижнего плиоцена – палеослитозем – в гумусированной толще мощностью 1 м имеет относительно высокие запасыобщегоорганическогоуглерода,составившие7,8кг/м2,изкоторыхнаибольшаядоля(63%)приходится на наиболее прочно связанные с минеральной частью палеопочвы гумусовые вещества – гумины, и лишь 26% и 11% от общих запасов углерода – соответственно на гуминовые кислоты и фульвокислоты. Расположенные выше слитоземов темно-коричневые почвы отличаются совершенно иной структурой запасов углерода в гумусовых веществах: 8,5 кг/м2 Сорг на долю гуминов приходитсялишь 26%, тогда как гуминовые кислоты являются преобладающим компонентом и составляют 46% от его запасов. Аналогичная закономерность характерна и для коричневых палеопочв, расположенных выше: из 6,6 кг/м2 общего органического углерода на долю гуминов приходится 26%, а гуминовые кислоты преобладают. В последующий период похолодания климатаструктуразапасоворганическогоуглеродавновьсущественноизменилась,характернойособенностью их стало преобладание углерода, стабилизированного гуминами, доля которых составила почти 60%.

Для плиоценовых палеопочв местоположения Удунга общий запас Сорг во всей толще плиоценовых отложений достигает 7,7 кг/м2, в метровой гумусированной толще – 3,2 кг/м2. Структура его близка к таковой слитоземов:около65%приходитсянагумины,24%–нагуминовыекислотыитолько13%–нафульвокислоты.

Таким образом, отложения, относимые к плиоцену, как в Предбайкалье, так и Забайкалье, характеризуются небольшими колебаниями запасов фоссилизованного Сорг (6,6–8,8 кг/м2), но структура этих запасов различна: в самых ранних и сформированных на заключительном этапе образования отложений харанцинской свиты палеопочвах, основная доля углерода принадлежит гуминам, в разных подтипах коричневых палеопочв, последние составляют немногим более, чем 25%, а преобладающим является углерод, закрепленный гуминовыми кислотами. Такая структура органического углерода в изученных палеопочвах свидетельствует,чтопалеопочвытеплыхисухихусловийформирования(коричневые)привыходенадневную поверхность будут более подвержены процессам минерализации, чем почвы, сформированных как в теплых, так и холодных, но влажных условиях.

101

Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)

Литература

1.Глазовская М.А. Педолитогенез и накопление органического углерода в четвертичных покровах равнин Евразии // Известия РАН. Сер. геогр., 1996.– №5.– С. 21–32.

2.Глазовская М.А. Фоссилизационные функции педосферы в континентальных циклах органического углерода // Почвоведение, 1997.–№3.– С. 280–289.

3.Кобак К.И. Биотические компонента углеродистого цикла. Гидрометеоиздат, 1988.– 146 с.

4.Воробьева Г.А. Мац В.Д., Шимараева Голоцен–эоплейстоценовое почвообразование на Байкале // Геология и геофизика, 1987.– №9.– С. 20-29.

5.Калмыков Н.П. Палеогеография и эволюция биоценотического покрова в бассейне озера Байкал. Ростов-на-Дону: Изд-во Рост.ун-та, 2003.– 240 с.

6.Дергачева М.И., Вашукевич Н.В., Гранина Н.И. Гумус и голоцен-плиоценовое почвообразование в Предбайкалье. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000.– 204 с.

УДК 550.84: 502.7

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ ОЦЕНКЕ СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ НА РАВНИННЫХ НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ (НА ПРИМЕРЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ)

Н.К. Дмитриева, Л.К. Карпов, Е.П. Сорокина

ФГУНПП «Аэрогеология», Москва, e-mail: dnk@aerogeologia.ru

Геохимическая оценка равнинных территорий перспективного нефтегазового освоения на примере Западно-Сибирскогорегионапредставляетсобойчастьобщихисследованийпорегиональномугеохимическому изучению России. Экологические аспекты этих работ связаны с оценкой фонового состояния территории, характеристикойинтенсивноститехногенноговоздействиянаприроднуюсреду(ПС)иопределениемреакции ПС на такое воздействие. Коллективом сотрудников ФГУНПП «Аэрогеология» при геоэкологических исследованиях территории севера Тюменской области с начала 90-х гг. получен обширный геохимический материал, на основании которого проведено ландшафтно-геохимическое районирование равнинной части Ямало-Ненецкого автономного округа [1]. При обобщении и интерпретации геохимических данных выявлен ряд важных закономерностей в строении геохимического поля природных и техногенных ландшафтов.

1. Основной региональной единицей в ландшафтной структуре территории является ландшафтногеохимическая провинция, которая характеризуется распространением геохимических ландшафтов одного типа (и подтипа) с общими условиями формирования их литогенной основы. Провинция представляет собой оптимальную единицу при расчете регионального геохимического фона компонентов ПС (почвы, почвообразующего субстрата, поверхностных вод и донных отложений)

2.Значения потенциала самоочищения ПС от загрязняющих веществ на изучаемой территории изменяются от среднего до очень низкого. Самая низкая способность к самоочищению свойственна переувлажненным озерно-ледниковым равнинам с распространением верховых и переходных торфяных болот

3.Основные элементы-индикаторы геохимических процессов - цинк, бор, стронций, марганец, барий, кобальт, никель, свинец; для них характерна высокая интенсивность водной миграции, высокая степень биологического поглощения, а также заметная способность к накоплению на радиальных (биогеохимическом

иферраллитном сорбционном) и латеральных геохимических барьерах.

4.Геохимические аномалии в природных ландшафтах включают широкий круг микроэлементов: V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Sr, Ag, Sn, Ba, Pb. Кроме того, формируются аномалии битуминозных веществ

иих составляющих, в первую очередь полиароматических углеводородов. При характеристике аномалий эта группа веществ выделяется под условным названием «нефтепродукты» (НП). Образование аномальных геохимическихполейсвязаносвторичнымиореоламирассеяниянефтяныхигазовыхместорождений,атакже с локальными концентрациями микроэлементов в ландшафте на геохимических барьерах

Вещественный состав первичных и вторичных геохимических ореолов формируется из подвижных компонентов, образующих нефтяную и газовую залежи, включая углеводороды и их спутники, а также продуктов их геохимического и биогеохимического взаимодействия с геологической средой. К углеродистым (органическим) компонентам литохимических ореолов, имеющим индикационное значение, относятся:

битуминозные вещества, полициклические ароматические углеводороды, органический (некарбонатный) углерод. наиболее информативным минеральным компонентам литохимических ореолов, относятся микроэлементы и новообразования эпигенетических минералов.

В геохимических ореолах отмечаются аномальные концентрации таких рассеянных элементов, как I, Br, B, Cl, Hg, U, Ra, K, Ni, V, Mn, Fe, Ti и других элементов-примесей нефтяных месторождений. Металлы мигрируют в форме металлоорганических соединений, образуя субвертикальные ореолы подвижных химических элементов [2].

Таким образом, на территории всей Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции в поверхностной части ландшафтов существуют геохимические признаки, указывающие на присутствие в осадочной толще залежей углеводородов на значительной глубине (1,5 км и более). Наличие таких признаков – т.е. вторичных ореоловможетбытьположеновосновупроведениягеохимическихпоисковнатерриторииЗападнойСибири[3].

5. Техногенные геохимические аномалии образуются во всех компонентах ландшафта при загрязнении природной среды на территориях интенсивного хозяйственного освоения - в первую очередь на нефтяных и газовых промыслах, а также на территориях городов и поселков. Среди загрязняющих веществ большую роль

102

Доклады Всероссийской научной конференции

играют НП; формируются также аномалии микроэлементов. Они характеризуются полиэлементным составом

идостигают в ряде случаев высокого уровня интенсивности.

Всоставе аномалий преобладают Ва и Zn. Существенная часть аномальных точек включает Sr,Ag, Pb, Cu; реже встречаются аномалии Ni, Co, Mn,V, Cr, Ga, Sn. Эта характеристика состава имеет свои особенности для аномалий, связанных с разными техногенными объектами.

Для горнодобывающих объектов - т.е. территорий разведки и добычи нефти и газа –основное

загрязнение местности связано с аварийными ситуациями (разрывы нефтепроводов, утечки загрязнителей из резервуаров и др.). В составе аномалий преобладают НП и растворимые соли. Для аномалий микроэлементов отмечается повышение доли Ba, Sr, Zn по сравнению со средним уровнем для территории в целом; это связано с загрязнением площадок месторождений буровыми растворами, которые обогащены названными элементами. Интенсивность аномалий достигает для целого ряда элементов ураганных значений. Аномалии высокой интенсивности характеризуются также комплексными геохимическими ассоциациями. Типичный состав комплексной ассоциации высокой интенсивности следующий:

Ba Sr Zn Cu PbAg (Mn Co Ni Ga)

Наряду с этим встречаются аномалии низкой комплексности и интенсивности – чаще всего моноэлементные (Ва) или двухэлементные (Ва Sr, BaAg).

Аномалии,приуроченныекселитебным объектам (территориигородов,поселков,свалок)отличаются повышенной долей Zn и относительно пониженной –Ba и Sr по сравнению со средним составом техногенных аномалий. Встречаемость Cu, Ag, Pb близка к среднему уровню. Из мало распространенных элементов отмечаетсявозрастаниедолиCo,Ni,Cr,Sn.Сэтойгруппойобъектов связанымаксимальныедлятехногенных аномалий ураганные значения Ag, Ni, Сu, высокие концентрации Ba, Pb. Интенсивные аномалии чаще всего характеризуется следующим составом геохимической ассоциации:

Zn Ba Cu PbAg Co Ni (Sn Cr Mn Sr)

Аномалии в окрестностях транспортных объектов лишены характерных особенностей, которые позволили бы выделить эту группу из общего массива. Основной аномалиеобразующий элемент – барий. Большая часть аномалий моноэлементные, реже двухили трехэлементные. Наиболее интенсивны аномалии

Ni, Ba и Mn .

Вцелом,геохимические аномалии,связанныесовсемитипамитехногенныхобъектов,характеризуются: а) полиэлементным составом; б) точечным, дискретным характером расположения на местности. В пределах загрязненной территории точечные аномалии микроэлементов соседствуют с аномалиями НП и бенз(а) пирена. В некоторых случаях отмечается их пространственное совпадение; однако чаще микроэлементные и «органические» аномалии разобщены между собой.

Техногенные аномалии формируются во всех компонентах ландшафта; их ассоциации включают весь комплекс перечисленных выше элементов. Чаще всего аномалии в почве имеют аэрогенное происхождение, на что указывает приуроченность наиболее контрастных геохимических аномалий к местам горения факелов на участках эксплуатации месторождений и к промышленным зонам на территории поселков. Аномалии в донных отложениях тесно связаны с техногенным загрязнением поверхностных водотоков.

6. Таким образом, аномалии в различных компонентах ПС отражают, с одной стороны, «дыхание» нефтяных и газовых залежей, с другой – воздействие техногенных выбросов на природную среду. Разделение этих процессов – достаточно сложная задача, поскольку комплекс геохимических индикаторов для природных и техногенных аномалий аналогичны. Вторичные ореолы нефтяных и газовых месторождений слабо контрастны и в своем распространении тяготеют к проекции на земную поверхность тектонических нарушений, в особенности – к морфоструктурным узлам. Отличительным признаком техногенных аномалий является их повышенная контрастность, локализация в отдельных точках, четкая привязка к конкретным источникам загрязнения.

Проведенные региональные исследования позволили установить общие закономерности строения геохимического поля в компонентах ПС на севере Западной Сибири. Результаты исследований могут быть использованы при экологической оценке состояния ПС на территориях интенсивного недропользования и селитебных объектов изучаемого региона.

Литература

1.Сорокина Е.П., Дмитриева Н.К., Карпов Л.К., Масленников В.В. Анализ регионального геохимического фона как основа эколого-геохимического картирования равнинных территорий (на примере северной части Западно-Сибирского региона). /Прикладная геохимия, вып.2, М.: Изд-во ИМГРЭ, 2001. С. 316 - 338

2.Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки углеводородов в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1993. 208 с.

3.Геохимические методы поисков месторождений нефти и газа. М.: Наука, 1983.

103

Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)

УДК 631.471:551.4

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ СОПРЯЖЕНИЯ В СТРУКТУРЕ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА БАРАБИНСКОЙ НИЗМЕННОСТИ

Н.И. Добротворская

Сибирский научно-исследовательский институт земледелия и химизации сельского хозяйства, Новосибирск, e-mail: dobrotvorskaya@mail.ru

Барабинская низменность – обширная пониженная бессточная равнина – в условиях семиаридного климата сформировалась как область аккумуляции легкорастворимых солей. Однако пространственное распределение их в Барабе в значительной степени зависит от характера поверхности, мезо- и микрорельефа, который существенно различается в разных частях низменности. Ключевые участки, выбранные для исследования, приурочены к трем геоморфологическим округам: Приобскому плато, высокой и низкой геоморфологическим ступеням Барабы, – и расположены последовательно в направлении общего понижения территории с северо-востока на юго-запад, отражая основные закономерности геохимии низменности – нарастание гидроморфизма и засоления ландшафта. Ключевым участкам присвоены названия населенных пунктов, вблизи которых проводились исследования – «Кремлевское», «Кабинетное», «Петраки» ( рис. 1).

Рис. 1. Характер рельефа ключевых участков исследования в Барабинской низменности

Геоморфологический профиль «Кремлевское» представляет собой мезокатену, которую можно разделить на четыре позиции: элювиальный ландшафт А, транзитный - Б, элювиально-аккумулятивный - В, и аккумулятивный – Г. Каждый из них в свою очередь может рассматриваться как микрокатена более низкого порядка. Участок А с отметками выше 152,5 м над уровнем моря имеет угол уклона всего 0,1°. На замкнутых округло-овальной формы возвышениях формируются черноземы выщелоченные Чв. Баланс веществ в биогеоценозах элювиальных позиций определяется в основном миграцией циклического типа [1], осуществляющей биологический круговорот углерода и азота; отчасти, вертикальной – поступлением веществ с атмосферными осадками - и плоскостной, связывающей биогеоценоз с нижележащими ареалами. Подчиненные поверхности образуют элювиально-аккумулятивные позиции, занятые лугово-черноземными карбонатными почвами Члк в комплексе с серыми лесными осолоделыми Лссд. Поступление вещества

в Чл

к

кроме атмосферных осадков и бокового притока с повышений осуществляется с периодически

подтягивающимисяпленочно-капиллярнымирастворами.МеждуЭПАавтоморфных Ч

иполугидроморфных

Чл

 

 

 

в

 

к

существует односторонняя водно-миграционная связь.

 

 

 

 

 

 

Вслабо выраженных плоских микропонижениях участка А сформировались солоди луговые Сдл,

апо периферии понижений – луговые солончаковатые почвы Лгск. Формирование комбинации солодей луговых и луговых солончаковатых почв обусловлено образованием геохимического солончакового барьера на границе между ареалами с процессом выщелачивания (в солодях) и процессом аккумуляции (эффект «фитиля»всолончаковатыхпочвах).Такимобразом,вэтойпозицииучасткаАсвязьмеждуЭПАтакжеводномиграционная, но механизм дифференциации испарительно-промывной.

Участок Б с абсолютными отметками 152,5 – 118,75 м над у.м. имеет более выраженный уклон к северо-востоку (0,3°) и заканчивается достаточно крутым склоном (6,6°) древнего приозерного вала. Это обстоятельство усиливает процесс поверхностного выщелачивания. С другой стороны, более высокий уровень залегания грунтовых вод по сравнению с участком А обусловливает усиление проявления процесса осолодения.Поэтомуосновнойфонэтогоучасткасоставляюткомплексылугово-черноземныхвыщелоченных почв Члв с серыми лесными осолоделыми с долей участия до 10%.

Отрезок профиля В (высота над у.м. 118,75-112,5 м) характеризуется преобладанием элювиальноаккумулятивных обстановок. На локальных замкнутых повышениях формируются не автоморфные почвы,

104

Доклады Всероссийской научной конференции

как это было на участках А и Б, а полугидроморфные лугово-черноземные карбонатные, что связано с близким стоянием грунтовых вод; в многочисленных локальных понижениях – ареалы солодей луговых и лугово-болотных перегнойных почв Блп.

Участок Г (высота над у.м. 112-107 м) представляет собой супераквальную позицию описываемой мезокатеныихарактеризуетсяпреобладаниемвогнутыхповерхностейсмногочисленнымимикропонижениями. Этообусловливаетдоминированиеаккумулятивныхпроцессоввпочвах,различающихсястепеньюпроявления

вмикропонижениях и на сопряженных с ними микроповышениях. Совокупность процессов осолодения, осолонцевания, торфообразования формирует чрезвычайную комплексность почвенного покрова.

Вотличие от ландшафтов Приобья самые высокие местоположения на объекте «Кабинетный» нельзя отнести к элювиальным элементарным ландшафтам. Малые превышения высот повышенных элементов мезорельефа над пониженными и близкое стояние грунтовых вод обусловливает их полугидроморфный, а не автоморфный режим.

Геохимическая обстановка здесь связана, с одной стороны, с прохождением гумусово-аккумулятивного почвенного процесса, миграцией циклического типа, с другой стороны, вертикальной – просачиванием воды вглубь профиля, способствующим в условиях слабого подщелачивания грунтовыми водами проявлению процесса осолодения, следствием которого является обеднение гумусового горизонта лугово-черноземных почв полуторными окислами и относительное обогащение кремнеземом.

Верхние и средние части склонов – транзитная позиция катен - заняты почвами с преобладанием процессов осолонцевания почвенного профиля – черноземно-луговые солонцеватые Члсн, солонцы глубокие Снл4 и средниеСнл3.Здесьосуществляетсямиграциявеществпосмешанномутипу–вертикально-плоскостная, посредствомкоторойобеспечиваетсяобменмеждусоседнимибиогеоценозами,атакжемеждубиогеоценозом, атмосферой и грунтовыми водами, влияние которых по мере снижения высоты местоположения усиливается.

Нижние выположенные части склонов образуют трансаккумулятивную позицию катены. Она характеризуется значительным влиянием грунтовых вод на весь почвенный профиль. Тип миграции преимущественно вертикальный восходящий, что обусловливает поступление большого количества солей из грунтовых вод. Испарительно-промывной механизм дифференциации почв в данной позиции обусловливает формирование комплексов луговых солончаковатых и солончаковых почв с солодями луговыми Лгск,счСдл.

Катены заканчиваются бессточными обширными понижениями. Поступление солей из грунтовых вод и в грунтовые воды, по данным Базилевич Н.И. [2], практически одинаково, но бессточность аккумулятивной позицииприводиткотносительномузасолениюпочвзасчетповерхностногостока.Такимобразом,территория Барабынавысокойгеоморфологическойступенихарактеризуетсяпреобладаниемаккумулятивныхобстановок,

вкоторых формируются лугово-болотные перегнойные Блп, болотные низинные торфянисто- и торфяноглеевые почвы Бтн0,1, часто слабо засоленные в нижней части почвенного профиля, реже солончаковые Бтнсч.

Геоморфологический профиль, заложенный на участке «Петраки», пересекает гривы и межгривные пространства, постепенно опускаясь к югу. На гривах формируются элювиальные элементарные ландшафты. Вершины грив, особенно при выпуклой в профиле форме, подсушиваются в результате поверхностного стока тех небольших количеств осадков, которые характерны для данной местности. Автоморфный режим, складывающийся на гривах, способствует остепнению и формированию черноземных почв. Как правило, их профиль еще несет на себе признаки солонцеватости в виде относительно повышенных количеств натрия в составе поглощенных катионов и в составе воднорастворимых солей.

Вподчинении у черноземов солонцеватых Чосн на верхних частях склонов располагаются луговочерноземные солонцеватые почвы Члсн. Они формируются также на низких плоских гривах или повышенных участкахмеждуречийииспытываютнасебепериодическоевлияниегрунтовыхвод.Здесьпроисходятпроцессы, характерные для трансэлювиально-аккумулятивных элементарных ландшафтов: формирование черноземнолуговых солонцеватых почв, переходящих по мере снижения абсолютных высот в луговые солончаковатые Лгск и солончаковые Лгсч. Склон завершается солончаками луговыми Скл или лугово-болотными почвами межгривного пространства, в центральной части которого чаще всего можно увидеть водную поверхность озера.

Таблица 1

Основные почвенные комбинации в элементарных ландшафтах Барабинской низменности

Элементарные

 

 

 

 

 

 

 

Ключевые участки

 

ландшафты

Кремлевское

Кабинетное

Петраки

Элювиальный

Чв, Чо, ЧоЛссд(10)

-

Чосн

Трансэлювиальный

ЧлвЛссд(10)

-

-

ЧлсдЛссд(10)

Элювиально-

ЧлкЛссд, ЧлснЛссд(25)

ЧлсдСдл(10%),

ЧлснСдл(10),

аккумулятивный

 

 

Сдл(10)

 

ЧлснСнчл4(25)

ЧлснСнчл4(10)

Трансэлювиально-

 

сн

 

 

ск

л

 

ЛчсдСдл(25), ЛчснЛгсн(25),

ЛчснСнчл3(10),

аккумулятивный

Лч

 

, Лч

 

Сд

(25)

ЛчскСнл3(25)

ЛчснСдл(10)

Трансаккумулятивный

Лг

сн, сд

 

 

л

 

Лгсн,скСнл3,2,1(25)

Лгск,счСнл3(25),

 

Сд (10)

ЛгсчБлпсч(10),Снл3Снл2Снл1

Снл2Снл1(25), Скл

Аккумулятивный

Сдл, Блп, Бтн

Блп, Блпсч, Бтн, Бтнсч, Сдб

Блпсч,Бтнсч, Алсч

105

Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)

Литература

1.Мордкович В.Г., Шатохина Н.Г., Титлянова А.А. Степные катены. Новосибирск: Наука, 1985, 118 с.

2.Базилевич Н.И. Водная миграция и баланс химических веществ в почвах/ Структура, функционирование и эволюция системы биогеценозов Барабы. Т.2. Новосибирск: Наука, 1976, С. 167-184.

УДК 634.1

БУФЕРНОСТЬ ПОЧВ ПО ОТНОШЕНИЮ К ТЯЖЕЛЫМ МЕТАЛЛАМ (НА ПРИМЕРЕ РАЙОНА КЫЗЫЛ-ТАШТЫГСКОГО ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ В ВОСТОЧНОЙ ТУВЕ)

Е.А. Доможакова

ТувИКОПР СО РАН, Кызыл, e-mail: sollygeohennet@mail.ru

Известно, что деятельность горнодобывающих предприятий оказывает сильнейшее воздействие на почвенный покров прилегающих территорий. Один из наиболее серьезных видов воздействия – загрязнение тяжелыми металлами. Интенсификация работ по строительству горнодобывающего комбината и карьера на Кызыл-Таштыгском месторождении полиметаллов в Восточной Туве, в связи со скорым началом его активной разработки, выявила необходимость определения защитных возможностей (буферности) почв на прилегающих территориях по отношению к тяжелым металлам, поступление которых в больших объемах в процессе разработки месторождения практически неизбежно.

Изучение почв в районе Кызыл-Таштыгского месторождения осуществлялось в 2007 году до начала каких-либоработпостроительствуегообъектов.Этопозволилосоднойсторонывыявитьфизико-химические свойства естественных почв в ненарушенном состоянии, а с другой стороны установить в них фоновое содержание микроэлементов и соответственно оценить буферность техногенно незагрязненных почв, так как изученный район находится на значительном удалении от любых источников техногенного воздействия в крайне малонаселенной местности.

Буферность, определяемая как способность почв инактивировать поступающие тяжелые металлы, переводить их в соединения, малодоступные для растений и слабо мигрирующие в ландшафте, зависит от основных свойств почв – содержания органического вещества, количества глинистых частиц, карбонатов, содержания полуторных оксиды и рН [1;2]. Оценка буферности проводилась в соответствии с методикой, разработаннойВ.Б.Ильиным[1].Впредложеннойимоценочнойшкалепокаждомуиз5критериев(содержание гумуса, глинистых частиц, полуторных оксидов, карбонатов и рН) определены ранги, каждому из которых соответствует балл.

Параметры изученных в районе месторождения почв в основном могут быть ранжированы с учетом предложенной шкалы, за исключением реакции среды, органического вещества. Пределы содержания последнего в исследованных почвах гораздо шире, поэтому для более точного определения буферности шкала ранговпогумусубыланамидополнена.ШкаларанговрНтакжерасширена.Определениеполуторныхоксидов не проводилось. В соответствии с методикой В.Б. Ильина их содержание может быть приравнено к валовому количеству F2O3 [2]. Данные о содержании последнего были нами получены из опубликованных источников. Шкала рангов содержания оксида железа также была расширена.

С учетом всех дополнений был рассчитан балл буферности для высокогорных и горно-таежных почв в районе Кызыл-Таштыгского месторождения (табл.1).

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

Оценка буферности почв Кызыл-Таштыга по отношению к тяжелым металлам

Почвы

Физическая

Гумус, %

рН

CaCO

,

Fe2O3,%

Буферность,

 

глина, %

%

3

 

балл*

Горно-тундровые

12,5-30,9

10-16,7

6-6,6

0

 

 

3,17-16,3

25-44

 

дерновые

 

 

(41,5-60,5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Горно-луговые

17,5-34

7,7-20,4

5,6-6

0

 

 

7,54-13,1

26,5-42

 

субальпийские

 

 

(48-63,5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бурые кислые

 

 

 

 

 

 

 

17-44,5

 

грубогумусные

18,2-38,3

9,9-24,4

4,5-6,5

0

 

 

1,7-8,8

 

 

 

(48,5-61)

 

неоподзоленные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бурые кислые

 

 

 

 

 

 

 

25-42

 

грубогумусные

31,8-36

13,2-20,9

4,2-5,8

0

 

 

1,8-6,5

 

 

 

(56,5-66,5)

 

оподзоленные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* в скобках приведено количество баллов для элементов, подвижных в щелочной среде

Какпоказалирасчеты,почвыврайонеКызыл-Таштыгскогоместорожденияхарактеризуютсяширокими пределами буферности – от низкой до очень высокой. При этом буферность почв по отношению к элементам, подвижным в щелочной среде – мышьяку, молибдену и ртути – высокая и очень высокая. В этом случае весомый вклад в формирование защитных способностей осуществляет реакция среды, которая в большинстве изученных почв кислая, реже нейтральная. Значимым фактором является также отсутствие карбонатных аккумуляций в почвах.

106

Доклады Всероссийской научной конференции

Буферность почв по отношению к элементам, подвижным в кислой среде (цинк, кадмий, свинец, кобальт,медь,никель,марганец),варьируетотнизкойдовысокой.Широкиепределыбуферностиобусловлены значительным колебанием содержания органического вещества, глинистых частиц и Fe2O3. Отсутствие карбонатов в почвах и кислая реакция среды значительно снижают защитные возможности почвы. Однако содержаниеглинистыхчастициорганическоевеществовносятсущественныйвкладвповышениебуферности, что обусловливает ее высокий балл в почвах со среднесуглинистым составом и значительным содержанием гумуса, но кислой реакцией.

В вертикальном профиле изученных почв вслед за сменой основных параметров, происходит и смена буферности почв. Наши исследования показали, что с глубиной буферность в основном снижается, за счет снижения содержания в почвах гумуса, количества глинистых частиц. В почвах, в которых с глубиной происходит увеличение содержания глинистых частиц соответственно буферность в нижней части профиля выше, чем в поверхностном горизонте.

Таким образом, почвы в районе Кызыл-Таштыгского месторождения обладают высокой способностью к инактивации мышьяка и молибдена, особенно, горно-лесные почвы. У почв высокогорий эта способность несколько менее выражена, за счет нейтральной реакции среды, но компенсирована высоким содержанием Fe2O3.Поотношениюктяжелымметаллам,подвижнымвкислойсреде,горно-лесныепочвыменеезащищены, чем высокогорные, однако и в тех и в других защитные возможности компенсированы высоким содержанием глины и гумуса, что существенно повышает их способность к инактивации поступающих тяжелых металлов.

Литература

1.Ильин В.Б. Оценка буферности почв по отношению к тяжелым металлам // Агрохимия.1995. №10. С.109–113.

2.Ильин В.Б., Сысо А.И. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2001. 229 с.

УДК 550.4:631.47 (517.3)

ПОЧВЕННО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОНГОЛИИ

Доржготов Д., Батхишиг О.

Институт Географии Академии Наук Монголии, e-mail: geo-dgv@magicnet.mn, batkhishig@gmail.com

Химическийсоставпочвявляетсяважныминдикаторомфункционированияэкосистем.Поверхностные

иподземные воды, растительность, живые организмы тесно связаны с почвенным покровом. Химический состав почв, миграция и аккумуляция элементов в почвах и ландшафтах являются одним из главных индикаторов экосистем. Проблема загрязнения окружающей среды, сохранение экосистем и биологического разнообразия становится главным экологическим вопросом во многих странах мира. Последние годы все больше усиливается антропогенное воздействие на природу. Еще в 1964 г. известный ученый М.А. Глазовская писала: ”Человек в своей практической деятельности все в большей степени использует природные ресурсы

иактивно воздействует на природу” [1]. Почвенно-геохимические исследования становятся особенно актуальными в связи с возрастающим воздействием человака на окружаюшей среду.

Первые почвенно-геохимические исследования проводились в Монголии 1920-х гг. под руководством известногорусскогоученогоБ.Б.Полынова.Географическиеипочвенно-геохимическиеособенностистепных ландшафтов детально исследованы в местностях Ар, Увур Жаргалант в Центральной Монголии. В 1926 г. Б.Б. Полынов и И.М. Крашенников впервые использовали термин “элементарный ландшафт” и сформулировали основные идеи геохимии ландшафтов.

Вработе многих русских почвоведов (Лебедев, Неуструев, Михайловская, Баранов, Андреев, Иванов и др.), работавших в 30-40-х гг. в Монголии, имеются данные по химическому составу почв, почвообразующих пород и почвенно-геохимические характеристики разных территорий Монголии. Эти данные как первые источники информации по геохимии почв Монголии считаются ценным научным материалом.

Развитие почвоведения и геохимии ландшафтов в Монголии тесно связано с русской школой почвоведения из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова. В 1950-х и 1960-х гг. первые национальные почвенные специалисты (Бэхтур, Доржготов, Ундрал, Батбаяр, Гарьдхуу и др.) учились в Русских высших учебных заведениях. После окончания они начали исследования почвенных ресурсов страны. В 1960-х гг. в связи с развитием земледелия почвенные исследования активизировались, помимо агрохимических характеристик начали определять микроэлементный состав пахотных почв Монголии.

Начиная с 70-х гг. начали изучать геохимические особенности ландшафтов, миграцию и аккумуляцию химических элементов в почвах. В 1977 г. Доржготов и Очирбал публиковали статью “Почвы элементарных ландшафтов”.Вэтойстатьехарактеризованыгеохимическиеособенностимиграциииаккумуляцииэлементов в степных ландшафтах, дано интересное объяснение происхождению карбонатов в степных почвах Монголии [2]. Совпадение самого теплого периода года с периодом наибольшего увлажнения деалет этот промежуток времени биологически очень активным. В этот период значительно увеличивается содержание углекислоты в почвенном воздухе, что обусловливает переход карбонатов в более растворимую, и, следовательно, более миграционноспособную форму в тот момент, когда существуют нисходящие токи влаги в почвенном профиле. Это обеспечивает геохимическую миграцию карбонатов в степных почвах Монголии, в результате чего их верхниегоризонтыобычнобываютвыщелоченыоткарбонатовисрединихчастовстречаютсябескарбонатные разности. Такая отчетливая миграция карбонатов не наблюдается в степных почвах других регионов.

107

Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)

Ундрал, первая Монгольская выпускница кафедры геохимии ландшафтов и географии почв Географического факультета МГУ, в 1978 году защитила кандидатскую диссертацию на тему “Основные генетико-географические особенности горных таежно-лесных почв центральной Монголии”. Помимо изученияпроцессовпочвообразованияиобщихсвойстовлесныхпочвонаизучаладинамикуподвижныхформ железа в мерзлотно-таежных почвах [3]. В 1999 г. О. Батхишиг изучал почвенно-геохимические особенности долины р. Туул в центральной Монголии. Им выявлены аномально высокая концентрация стронция в почвах окрестности сомона Лун Центрального аймака и возможность выделения данной местности как биогеохимического эндемичного района. Кроме того, установлены закономерности геохимической миграции

ираспределения химических элементов в почв долины реки Туул, особенно её пойменных участков [4].

Врезультате почвенно-геохимических исследований разных районов Монголии собрано значительное количество данных по геохимическому составу почв: в районе Жаргалант в Центральной Монголии Ч. Гончигсумлаа [5], в 1998 г. Т.Оюунчимэг в районе Хар-Ус озера, и горного массива Жаргалант в западной Монголии и Ч. Лхагвасурен 2001 г. в окрестностях озера Хар-Ус в Ховдоском аймаке.

ИзучениезагрязнениягородскихэкосистемвМонголии,особенновстолице,становитсяприоритетным направлениемисследований.Вконце80-х–начале90-хгг.учеными-геохимикамиМГУимениМ.В.Ломоносова проводилось комплексное обследование почвенного покрова г. Улан-Батора, дана геохимическая оценка состояния города [6]. Последние годы Институт Географии АН Монголии и Географический факультет МГУ тесно сотрудничают в исследовании загрязнения почв гг. Улан-Батора, Эрдэнэта и Дархана.

Литература

1.Глазовская М.А. Геохимические основы типологии и методики исследований природных ландшафтов. М.: Изд-во МГУ. 1964, с. 5.

2.Доржготов Д., Очирбал Ч. Почвы элементарных ландшафтов // Вопросы географии Монголии.

Улаанбаатар, 1977. No. 20.

3.Ундрал Г. Основные генетико-географические горных таежно-лесных почв Центральной Монголии. Автореф. дисс. канд. геогр. наук, Улан-Батор, 1978. 29 с.

4.Батхишиг О. Почвенно-геохимические особенности долины р. Туул. Автореф. дисс. канд. геогр. наук, Улан-Батор, 1999.

5.Гончигсумлаа Ч. Некоторые почвенно-геохимические особенности сухостепных ландшафтов Автореф. дисс. канд. геогр. наук, Улан-Батор, 1994.

6.Касимов Н.С., Лычагин М.Ю., Евдокимова А.К., Голованов Д.Л, Пиковкий Ю.И. Улан-Батор, Монголия (теплоэнергетика). Межгорная котловина / Экогеохимия городских ландшафтов. М.: Изд-

во МГУ. 1995, с. 231-248.

УДК 582.26/.27

АЛЬГОИНДИКАЦИЯ СОСТОЯНИЯ ПОЧВ ТЕХНОГЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ

М.Ф. Дорохова

МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, e-mail: dorochova@mail.ru

Почвенные водоросли являются постоянным компонентом биоценоза. Особенности группировок водорослей отражают свойства почвы и протекающие в них процессы, на чем основано их использование в качестве биоиндикаторов [1, 2].

Более20летназадМ.А.Глазовскойврамкахразработкинаучныхосновизучениятехнопедогенезабыли инициированы альгоиндикационные исследования на Географическом факультете МГУ. Они проводились под руководством Н.П. Солнцевой в разных природных зонах России, их целью было выявление групп водорослей, индицирующих состояние почв и грунтов в техногенных ландшафтах районов добычи горючих полезных ископаемых, а также усовершенствование методов альгоиндикации. В последние годы тематика альгоиндикационных исследований расширилась благодаря изучению влияния на почвы компонентов ракетного топлива.

Почвенные водоросли изучались как в техногенных ландшафтах, так и в полевых модельных экспериментах. Использовались общепринятые в почвенной альгологии методы исследования [3].

Результаты исследований в районах добычи угля и нефти показали [4, 5, 6], что изменения состава и характеристик сообществ водорослей четко отражают направление и интенсивность техногенной трансформации почв и грунтов.

В одном из нефтедобывающих районов европейской части России были изучены сообщества и группировки водорослей техногенных грунтов и почв, загрязненных буровыми сточными водами, стоками от кустовыхплощадокисыройнефтью.Приоритетнымизагрязнителямипочвигрунтовврайонахнефтепромыслов являются битуминозные вещества и водорастворимые соли, довольно широко распространено заболачивание почв. Вблизи источников загрязнения исходные растительные сообщества замещаются разреженными пионерными группировками однолетних сорняков и лугово-солончаковыми сообществами. Особенности техногенных местообитаний определяют специфику сообществ водорослей в пределах нефтепромысла, определяющую их устойчивость к повышенным концентрациям солей и нефтепродуктов. В их составе наиболее разнообразны синезеленые и диатомовые водоросли, среди которых велика доля галофильных и алкалифильных видов. На переувлажненных участках существенно увеличивается (до 26% против 3-10% в незагрязненных почвах) число гидрофильных и амфибиальных водорослей.

108

Доклады Всероссийской научной конференции

Устойчивостьтехногенныхизмененийсообществводорослейзависитотинтенсивностиидлительности техногенного воздействия на почвы. Установлено, что в условиях гумидного климата кратковременное слабое загрязнение (например, в краевых частях ореолов загрязнения) не вызывает их устойчивых изменений. Уже через 2 года начинается восстановление сообществ организмов исходных почв. При более длительном воздействии на почвы низких концентраций поллютантов (что наблюдается при наложении разновозрастных ореолов загрязнения в их краевых частях и на участках, загрязняемых стоками от кустовых площадок) или кратковременномсильномзагрязнениипочв(в«ядре»ореоловзагрязнения)измененияальгофлорыдостаточно устойчивы во времени. При этом интенсивный вынос загрязнителей из корнеобитаемого слоя почв вызывает развитие серии сменяющих друг друга в пространстве и во времени специфических сообществ водорослей с участием галофильных видов, аналогов которым в незагрязненных почвах окружающих территорий нет. Специфичность состава микробиоты в ходе восстановительной сукцессии позволяет предположить, что в рассматриваемыхслучаяхбыстроговозвратасообществпочвенныхмикроорганизмовкисходномусостоянию не произойдет.

Моделирование процессов загрязнения-самоочищения почвы от нефти или ее компонентов в полевых условиях позволяет получить информацию о глубине повреждающего действия поллютантов на микробиоту

взависимости от первичного уровня ТГ нагрузки и о характере ее изменения во времени.

Впервой серии экспериментов изучалось влияние высокой дозы нефти на сообщества водорослей наиболее распространенных в южной тайге почв. Высокая доза нефти (100 л/м2) – как обессоленной, так и сырой - вызывает резкое ингибирование почвенных водорослей. Через 7 дней после заливки нефти их численность составила менее 7% от фонового уровня. В условиях гумидного климата период острого токсического действия нефти на водоросли относительно непродолжительный: уже через год в почвах подзолистого типа начинается восстановление группировок водорослей, главным образом за счет развития зеленых.

Исследуя характер ответной реакции сообществ водорослей на градиент концентрации загрязнителя, можно выявить предел устойчивого функционирования и критический уровень содержания нефти в корнеобитаемом слое почвы. Для этого была проведена вторая серия полевых экспериментов (использовалась

обессоленная нефть). Установлено, что для большинства изученных почв диапазон содержаний нефти в корнеобитаемом слое, равный 15-50 г/кг, является критическим, при котором даже при однократном загрязнении происходят необратимые качественные изменения сообществ водорослей. Содержания нефти ниже 10 г/кг для некоторых почв являются пределом устойчивого функционирования фототрофного компонента микробных сообществ.

В районах добычи угля сообщества водорослей использовались как интегральный показатель техногенного воздействия на почвы. Исследования, проведенные в южной части Большеземельской тундры, в сфере влияния одной из угледобывающих шахт, включавшей зоны с разной интенсивностью трансформации почв - буферную (100 - 950 м от отвалов) и импактную (0-100 м) – выявили закономерные изменения состава и структуры сообществ водорослей в зависимости от интенсивности техногенного воздействия. От фоновой к импактной зонам наблюдается снижение таксономического разнообразия водорослей (от 69 видов в ненарушенных почвах до 42-16 – в трансформированных), увеличивается доля зеленых водорослей за счет уменьшения разнообразия желтозеленых, происходит упрощение комплексов доминирующих видов – вплоть до формирования на породных отвалах олигодоминантных и монодоминантных сообществ. Изменения состава водорослей в сфере влияния шахты приводят к изменению соотношения экологических

игеографических групп водорослей. По мере приближения к источнику загрязнения – породным отвалам шахты – уменьшается доля ацидофильных видов, возрастает доля индифферентных к условиям рН видов, а вблизи отвалов появляются алкалифильные виды, что соответствует характеру изменения рН в почвах. В составе водорослей сильно трансформированных почв импактной зоны наблюдается резкое сокращение доли аркто-альпийских и значительное увеличение доли космополитных видов по сравнению с ненарушенными почвами.Этоявляетсяотражениемобщейтенденцииизмененияфлорывтундреподвлияниемантропогенных воздействий.

Влияниекомпонентаракетноготоплива–несимметричногодиметилгидразина(НДМГ)–насообщества водорослей дерново-подзолистой почвы изучено в полевых экспериментах. На модельные площадки под посевами бобовых и тимофеевки луговой вносили ракетное топливо в дозах от 100 г/м2 до 5000 г/м2. В почве оно быстро разлагается микроорганизмами с образованием аммония, при этом уже при 500 г/м2 происходит подщелачиваниепочвы.Водорослиразныхгрупппо-разномуреагируютназагрязнениепочвыНДМГ:зеленые

ижелтозеленые – как на мелиорант (их развитие стимулируется НДМГ, за исключением самой высокой дозы), синезеленые и диатомовые – как на токсикант. Наименьшая доза загрязнителя вызывает у них изменение степени доминирования, начинают исчезать самые неустойчивые к продуктам разложения НДМГ виды и появляются некоторые новые виды, что соответствует зоне стресса микробных сообществ. При 2000-5000 г/м2 НДМГ происходит резкое обеднение видового состава этих групп водорослей, что соответствует зоне репрессии. Синезеленые и диатомовые водоросли могут быть использованы для индикации разных уровней содержания НДМГ в почвах.

Таким образом, альгоиндикационный метод позволяет выявить направление изменения свойств почв в техногенных ландшафтах, определить критические уровни содержания загрязнителей в почве

ивыявить продолжительность их острого токсического действия. Сообщества почвенных водорослей могут быть рекомендованы для включения в число объектов биомониторинга в техногенных ландшафтах.

109

Соседние файлы в папке Экология ландшафтов