3 курс / 2 семестр / Экология ландшафтов / Глазовская_2012

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

3.Плеханова Л.Н., Демкин В.А., Зданович Г.Б. Эволюция почв речных долин степного Зауралья во второй половине голоцена. М.: Наука, 2007. 236 с.

4.Лаврушин Ю.А., Спиридонова Е.А. Основные геолого-палеоэкологические события конца позднего плейстоцена и голоцена на восточном склоне Южного Урала // Природные системы Южного Урала. Челябинск: ЧГУ, 1999. С. 66-104.

5.Хохлова О. С. Палеоклиматических реконструкции для III тысячелетия до н.э. по данным палеопочвенного изучения курганов ямной культуры в Оренбургском Приуралье // Вестник ОГУ. 2007. № 10. С. 110-117.

6.Дергачева М.И., Васильева Д.И. Палеопочвы, культурные горизонты и природные условия их формирования в эпоху бронзы в степной зоне Самарского Заволжья // Вопросы археологии Поволжья. Вып. 4. (Памяти И.Б. Васильева), 2006 .С. 464-476.

УДК 631.48

РОЛЬ ФАЦИАЛЬНОСТИ ГЕОХИМИИ ЛАНДШАФТОВ В ГЕОГРАФИИ БУРОЗЕМОВ ПРИОКЕАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЮГА ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА РОССИИ

Б.Ф. Пшеничников (1), Н.Ф. Пшеничникова (2)

(1) ДВФУ, Владивосток, e-mail: bobf@bio.dvgu.ru; ТИГ ДВО РАН, Владивосток, e-mail: n.f.p@mail.ru

Приокеаническое положение территории Дальнего Востока обуславливает своеобразие ее геохимии ландшафтов и географии почв. Систематизация литературных данных и авторских исследований по изучению почвенногопокроваприбрежно-островнойзоныЯпонскогоморясвидетельствует,чтофациальностьгеохимии ландшафтов этой территории обусловлена дополнительным поступлением в них компонентов химического состава морских вод за счет химического состава атмосферных осадков, импульверизационного привноса аэрозолей морских вод, конденсации влаги морских туманов и своеобразия биологического круговорота веществ [1, 2, 3].

Для исследуемой территории характерны наиболее резко выраженные черты муссонности климата и прогрессирующая антропогенная трансформация хвойно-широколиственных, широколиственных лесов во вторичные дубовые и дубово-липовые леса, а последних – в изреженные остепненные дубняки с мощным травяным покровом, остепненные злаково-разнотравно-кустарниковые и злаково-разнотравные группировки.

Пространственно-временнаядинамикабиоклиматическихусловий и геохимического воздействияморя предопределяет фациальность геохимии ландшафтов исследуемой территории. Она проявляется в динамике щелочно-кислотногосостоянияраспространенныхздесьбуроземовиихфизико-химическихпоказателей(рН, содержаниягумуса,обменныхкатионов,степенинасыщенностиоснованиями).Отмеченныебиоклиматические игеохимическиеособенностиформированиябуроземоврассматриваемойзоныобуславливаютспецифичность их гумусообразования и гумусонакопления. Она проявляется во внутрипрофильной дифференциации содержания гумуса и его качественного состава и как следствие этого – в различной интенсивности развития аккумулятивно-гумусового и иллювиально-гумусового процессов в рассматриваемых буроземах. Это и определяет разнообразие их морфологического строения и их пространственную дифференциацию [4].

На исследуемой территории наиболее широко распространены два зональных типа почв: буроземы и буроземы темные. Первые формируются под широколиственными, хвойно-широколиственными лесами, вторые

– под остепненными дубовыми лесами с хорошо развитым травянистым напочвенным покровом, травянистокустарниковымиитравянистымигруппировками.Всоставетипа«буроземы»наподтиповомуровневыделяются: буроземы типичные, буроземы оподзоленные и буроземы коричнево-бурые иллювиально-гумусовые, а в типе «буроземы темные» − буроземы темные типичные и буроземы темные иллювиально-гумусовые [3].

География указанных подтипов буроземов прибрежно-островной зоны Японского моря в значительной степени связана с характером растительности, геоморфологическим местоположением и интенсивностью геохимического воздействия моря. Это положение иллюстрируется данными исследований буроземов трех районов южной части Приморья: о. Петрова и побережья мыса Островной; о. Русский; о. Большой Пелис и побережья бухты Спасения.

Нао.Петрова,уподножьясклона,гденаблюдаетсянаиболееактивноеимпульверизационноегеохимическое воздействие моря, под тисовым лесом развиты буроземы темные иллювиально-гумусовые, а на его вершине под широколиственно-кедровым лесом – оподзоленные буроземы. На побережье мыса Островной под дубовыми лесамисослаборазвитымтравянистымнапочвеннымпокровомраспространенысвоеобразныекоричнево-бурые иллювиально-гумусовые буроземы, а под порослевыми широколиственными лесами, сформировавшимися на месте прежних вырубок и гарей – буроземы темные иллювиально-гумусовые пирогенезированные.

На о-вах Русский и Большой Пелис под малотравянистыми дубовыми лесами развиты буроземы типичные (местами слабооподзоленные), а на участках некогда обезлесенных и занятых зарослями лещины или порослевыми лесами – буроземы темные иллювиально-гумусовые. На выположенных обезлесенных склонах побережья бухты Спасенияподостепненнымимискантусно-разнотравнымилугамиразвитыбуроземытемныеиллювиально-гумусовые.

Данные физико-химических свойств рассматриваемых буроземов (табл.) отражают своеобразие геохимии приокеанических ландшафтов и, прежде всего, их щелочно-кислотное состояние, обуславливающее морфогенетические особенности буроземов и их географию. Буроземы типичные, развитые под хвойношироколиственными, широколиственными лесами, характеризуются более кислой реакцией среды, меньшим содержанием обменных кальция и магния и меньшими значениями степени насыщенности основаниями, аккумулятивным типом распределения гумуса по профилю и гуматно-фульватным типом гумификации. Для

260

Доклады Всероссийской научной конференции

буроземов темных иллювиально-гумусовых характерны: реакция среды от слабокислой до нейтральной, высокое содержаниеобменныхкальцияимагния,высокаянасыщенностьоснованиями,высокаяиглубокаягумусированность профилясаккумулятивно-иллювиальнымхарактеромраспределениягумуса,фульватно-гуматныйтипгумификации.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что геохимия ландшафтов прибрежно-островной зоны Японского моря предопределяет пространственную динамику щелочно-кислотного состояния, своеобразие морфологического строения, физико-химических свойств и как следствие – географию буроземов этой зоны.

Таблица 1

Физико-химические свойства буроземов прибрежно-островных ландшафтов

261

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

Литература

1.Пшеничников Б.Ф. Континентально-приокеанические буроземы, их развитие и эволюция (на примере Япономорского побережья) : автореф. дис. .. д-ра биол. наук. - Владивосток, 1998. - 39 с.

2.Пшеничников Б.Ф. Особенности формирования и эволюции островных буроземов в условиях муссонного климата юга Дальнего Востока // Растения в муссонном климате : материалы III междунар. конф., Владивосток, 22-25 окт. 2003 г. – Владивосток : ДВО РАН, 2003 г. – С. 124-129.

3.Пшеничников Б.Ф., Пшеничникова Н.Ф. Влияние интерференции геохимического воздействия океана, биоты, внутрипочвенного выветривания на генезис и географию лесных почв юга Дальнего Востока // Экологические функции лесных почв в естественных и антропогенно нарушенных ландшафтах : материалы междунар. науч. конф. - Петрозаводск, 2005. – С. 82-83.

4.Пшеничников Б.Ф., Пшеничникова Н.Ф., Лящевская М.С., Зубахо Е.Г., Ханапин Е.В. Влияние педоантропогенеза на морфологическое строение и экологические функции приокеанических буроземов юга Дальнего Востока // Материалы Международной научной конференции «Ресурсный потенциал почв – основа продовольственной и экологической безопасности России» / под ред. Б.Ф. Апарина.– СПб.: Издательский дом С-Петербургского государственного университета, 2011. С. 451454.

УДК 704

О ПОВЕДЕНИИ МЫШЬЯКА В ТЕХНОГЕННОМ ЛАНДШАФТЕ

Р.Г. Ревазян, М.Г. Аветисян, Л.А. Араратян

Центр эколого-ноосферных исследований, Ереван, e-mail:eco-centr@mail.ru

Одним из источников загрязнения окружающей среды являются предприятия горнорудной промышленности республики, в частности Араратская золотоизвлекательная фабрика (АРЗИФ). Техногенные факторыоказываютнапочвенныйпокровнепосредственноеиособенноактивноевлияние,врезультатекоторого происходиттрансформацияформтяжелыхметаллов(ТМ).Анализсостоянияпочвенногопокровапоказал,что на близлежащих территориях АРЗИФ ТМ преимущественно аккумулируются верхними горизонтами почвы

ив результате формируются почвенно-геохимические аномалии. В зоне сильного загрязнения выделяются аномалии повышенной интенсивности ряда элементов (As - КК1= 46-100, в отдельных точках достигает 154; Cd – 50-119, в некоторых точках достигает до 130; Ni – 2348; Cu – 1741; Pb – 12-43).

Механизмы фиксации металлов различны и связаны с процессами трансформации их миграционных форм. При этом необходимо отметить, что при изучении влияния техногенных факторов на почвенный покров в природных условиях не всегда удается расчленить и выявить все факторы, воздействующие на механизмы изменения свойств почв. Поэтому нами, кроме сопряженного натурного изучения фоновых и загрязненных почв выполнены лабораторные опыты с тем, чтобы более четко вычленить фактор загрязнения почв и найти пути снижения поступления ТМ в растения и грунтовые воды.

Известно, что в трансформации форм соединений элементов в миграционной цепи почва-растение решающее значение имеют их подвижные формы, обеспечивающие активное функционирование организмов. При этом между подвижными и прочносвязанными формами поддерживается динамическое равновесие, где ионы, находящиеся в подвижных формах, могут в течение определенного времени переходить в труднорастворимое состояние и наоборот.

Вмодельных опытах изучали поведение мышьяка с применением природных сорбентов (перлит, диатомит). Для изучения сорбции мышьяка в почвах была проведена серия опытов. В качестве экстрагента для извлечения мобильных соединений мышьяка выбрана дистиллированная вода, 1н. уксуснокислый аммоний. Для вытеснения же его из необменной и прочносвязанной форм соответственно использовали 2н.

и5н. соляную кислоту. Величину трансформации подвижных форм в необменные и прочнофиксированные определяли по контролю и в вариантах с внесением природных сорбентов. Доза применяемых сорбентов –от 0.5 до1.5 % от веса почвы.

Результаты опыта показали, что наибольший эффект получен от внесения диатомита, при котором водорастворимый мышьяк через год после внесения уменьшился в 3 раза и составлял всего 4.3 %, обменный

– в 4 раза и составлял 18 %, остальное количество перешло в солянокислую вытяжку (63 %) и 14 % не десорбировалось из почвы. В итоге, после одного года большая часть мышьяка при его взаимодействии с почвой из воднорастворимой формы перешла в обменную форму. При внесении же в почву природных сорбентов отмечается уменьшение доли обменной формы мышьяка, увеличение необменной формы и его той части, которая не извлекается из почвы ни одним десорбентом, т.е. трансформация миграционных форм мышьяка в техногенно-аномальной почве происходит в соответствии с изменением соотношения обменной и необменной форм в пользу последней.

Для выявления действия природных сорбентов на миграционную активность мышьяка были заложены также лизиметрические опыты. Результаты исследования показали, что химизм инфильтрационных вод значительноменяетсявзависимостиотприменениясорбента(диатомита).Ввариантесприменениемсорбента обнаруженонаименьшееколичествоионовмышьяка(в3разанижеконтрольноговарианта).Приэтомхарактер сорбции мышьяка с сорбентом со временем меняется и обменная форма постепенно трансформируется в прочнофиксированную. Так, в первый год опыта концентрация ионов мышьяка в фильтрате была ниже контрольного варианта в 2 раза, а во второй год – 3.3 раз.

С целью выявления прочности связи мышьяка с почвой по сравнению с идентичным ему по некоторым

262

Доклады Всероссийской научной конференции

свойствам ванадием рассчитали наблюдаемые отношения (НО) для этой пары применительно к системе почва-лизиметрический фильтрат. В данном случае величина НО определяется соотношением НО =As/Vмг/л в фильтрате /As/V мг/кг в почве.

Данныеопытапоказали,чтоимеломестозначительноепонижениемиграционнойактивностимышьяка (величина НО) при применении сорбента. Следовательно, лизиметрические исследования подтвердили результаты опытов по закреплению мышьяка природными сорбентами.

Таким образом, под воздействием природных сорбентов произошла трансформация соединений мышьякавсторонуформ,способствующихулучшениюэкологическогосостоянияподземныхводиэкосистемы в целом.

УДК 631.47

ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ РИСОПРИГОДНЫХ ПОЧВ ЮГА ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА

Н.В. Романова

Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, ninadvgtu@mail.ru

На территории зоны рисосеяния юга Дальнего Востока выделяют две группы земель: 1) пригодные для орошения без сложных мелиораций – освоенные равнинные, слабосточные территории, почвенный покров которыхпредставленвосновномлуговымипочвами;2)пригодныедляорошения,нонуждающиесявсложных мелиорациях – лугово-болотные почвы, сформированные в бессточных условиях, их освоение сопряжено с выполнением агротехнических мероприятий.

Такая группировка рисопригодности территории обуславливает различную сложность строительства и эксплуатации рисовых оросительных систем (РОС). Первая группа земель предполагает непосредственный ввод РОС в эксплуатацию без предварительной подготовки почв к сельскохозяйственному использованию. Для второй группы рекомендуется перед строительством и эксплуатацией РОС провести предварительную мелиоративную подготовку земель: осушение, окультуривание верхнего горизонта лугово-болотных почв с осуществлением посевов суходольных культур в течение 3-5 лет.

Биологическая продуктивность почвы, ее плодородие определяется содержанием и запасом гумуса, мощностью гумусового горизонта и механическим составом почвы. Оценочная шкала биологической продуктивности рисовых почв включает все перечисленные параметры и представлена в таблице. [1]

Таблица 1

Оценочная шкала биологической продуктивности рисовых почв

Согласно исследованиям ряда авторов, после вовлечения целенных почв под культуру риса происходит уменьшение в верхнем горизонте общего количества органического вещества и гумуса, с частичным накоплением последнего в подпахотных слоях или выносом за пределы метровой толщи. [2,3]

Другиеавторы,напротив,считают,чтоорошениеневноситсущественных измененийинеоказывает отрицательного влияния на содержание гумуса в почвах. [4] Некоторые из них указывают, что уменьшение органическоговеществавверхнемгоризонтепочвпроисходитвпервыегодыосвоениязасчетприпахивания нижних горизонтов, и показывают, что при длительном орошении запасы гумуса восстанавливаются за счет поступления в почву больших количеств свежих органических остатков. За одну вегетацию под рисом может накапливаться 12-15 т/га свежих остатков органических веществ. [5,6]

Оценка гумусового состояния почв на рисовых системах юга Дальнего Востока и анализ запасов и содержания гумуса по расчетным слоям не выявил отрицательной закономерности в распределении и изменениисодержаниягумуса.Напротив,поимеющимсяданнымчетковырисовываетсянетольконакопление гумуса в верхнем горизонте, но и увеличение его содержания по профилю рассматриваемых почв.

Отмечено, что на новых рисовых системах с выраженной пестротой почвенного покрова деформация неизбежна и продолжается пока не сформируются «рисовые» почвы. С увеличением срока использования почв под рис запасы органического вещества и гумуса не только сохраняются на уровне целинных почв, но и заметно возрастают, чему способствует сам процесс мелиорации.

Исследование почвенного покрова и в особенности анализ запасов и содержания гумуса в условиях орошения приобретает большое значение для обоснования севооборота и возделывания риса и других сельскохозяйственных культур.

263

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

Литература

1.Корляков А.С.Почвенный покров зоны рисосеяния Приморья//Проблемы использования и охраны почв Сибири и Дальнего Востока. – Новосибирск: Изд. «Наука», 1984. – с. 118-121.

2.Костенков Н.М., Хавкина Н.В. К вопросу об изменениях состава гумуса луговых глеевых почв рисовых полей Приморского края//Генезис бурых лесных почв. - Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1972. - с. 133-137.

3.Неунылов Б.А. Повышение плодородия рисовых полей Дальнего Востока. - Владивосток:

Примиздат, 1961. - 239 с.

4.Антипов-Каратаев И.Н., Филиппова В.Н. Влияние длительного орошения на процессы почвообразования и плодородия почв степной полосы европейской части СССР. (Черноземы и каштановые почвы). - М.: Изд-во АН СССР, 1955. - 207 с.

5.Кириченко К.С. Почвы районов рисосеяния Европейской части СССР//Природа почв рисовых полей. - Алма-Ата: Наука, 1969. - с. 23-32.

6.Шарапов И.Д. Почвенные процессы на рисовых полях Южного Казахстана//Природа почв рисовых полей. - Алма-Ата: Наука, 1969.- с. 77-84.

УДК.631.48:551.3.051

К ВОПРОСУ О ПОДВОДНОМ ПОЧВООБРАЗОВАНИИ

В.И. Росликова

Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, Хабаровск, e-mail: roslikova@ivep.as.khb.ru

НаучныеисследованияосадковкрупныхозербылиначатывовторойполовинеХVIIIв.Сутверждением новой отрасли знаний в науках о Земле – почвоведения, исследователи начали проявлять особый интерес к донным отложениям как к природным объектам, обладающим рядом признаков, идентичных почвам. Учение о геохимии ландшафтов Б.Б Полынова [1] было положено в основу типизации элементарных ландшафтов, которыепоусловияммиграции,объединенывчетыретипа.Элювиальные,трансэлювиальные,супераквальные, аквальные. Их совокупность в пределах местности и образует местный геохимический ландшафт, в котором существует связь между элювиальными и подчиненными [2]. Эти теоретические обоснования связи элювиальных процессов водосборных площадей с аккумулятивными ландшафтами привели исследователей к мысли о возможности распространения ландшафтного подхода при исследовании подводных ландшафтов. Географы и почвоведы практически одновременно подошли к решению этого вопроса. Однако, почвоведы в отличиеотгеографов,имеядостаточноаргументированнуюпочвеннуюконцепцию,неставилизнакаравенства между наземными почвами и подводными образованиями. Хотя и предлагали включить эти образования в классификациюпочв.Определяяпочвукаксамостоятельноеестественноисторическоетело,сформировавшееся под влиянием пяти факторов почвообразования, В.В.Докучаев подчеркивал, что не все рыхлые субстраты на которых произрастают растения, могут считаться почвами с научной точки зрения. Подводные отложения, существенно переработанные живыми существами, в конечном итоге могут приобрести ряд особенностей свойственных почвам. Это дало основание выделить субаквальные ландшафты с наличием субаквальных почв [3]. Однако это всего лишь дань тому, что почвы и подобные им тела оказываются похожими друг на друга, что и заставляет применять к ним методологию и методы, разработанные в почвоведении.

Представления о единстве генезиса, экологии и географии почв и составляют теоретическое ядро генетического почвоведения как фундаментальной науки. В Тихоокеанском институте географии ДВО РАН определилось новое направление физической географии – «морское ландшафтоведение»[4]. В отработке основныхположенийконцепциибылизаложеныметодологическиепосылки,разработанныедляисследований наземных ландшафтов. Генетическая суть осадков водоемов в отличие от почвы заключается в том, что само минеральное вещество по своему происхождению и местонахождению очень разнородно. В новых физико-географических условиях, оно претерпевает изменения, образовывая при этом новую минеральную ассоциацию.Впротивоположностьморскимгеосистемам,насушепочваявляетсятвердойопоройитранспорт биогенов осуществляется через корневую систему из почвы. В море фотосинтетики ассимилируют эти веществавсейповерхностьюпрямоизводы,котораяслужитисубстратомипередатчикомэнергии.Помнению автороввюжнойчастидальневосточногоПриморьяподводныеландшафтывбухтахизаливахрасполагаются, как правило, концентрическими полосами и дугами, очерчивая основные геоморфологические элементы. В разное время года облик и структура подвержены изменениям. Сравнительный анализ основных свойств и компонентов ландшафтов суши и моря показал, что эти системы отличаются не только по всем физическим параметрам, но и по основным динамическим процессам. При условии рассмотрении морской природной системы, в ракурсе ландшафтной методологии ничего общего с ландшафтом суши не было обнаружено. Авторами был поставлен правомерный вопрос »…на каком основании морскую систему мы можем по - сухопутному называть ландшафт…» [4, стр.41].

В последние годы внимание почвоведов вновь привлекли субаквальные ландшафты [5]. Следуя постулату о том, что гумусовые вещества и в частности гумус, являются главным атрибутом почв, то донные отложения это и есть подводные или «аквапочвы». Они, по мнению авторов, являются продуктом особой формы почвообразования, где сырьем для процессов гумусообразования является автохтонное органическое вещество. Авторами утверждается, что накопление в подводных осадках гуминовых кислот связанных с Са есть свидетельство «истинного накопления гумуса автохтонным путем». Этот вывод правомочным может стать в том случае, если будет определен баланс органического вещества и его соотношение в осадке и воде

264

Доклады Всероссийской научной конференции

с учетом всех составляющих различных низкомолекулярных соединений и воднорастворимых гумусовых веществ. В водоеме в периоды интенсивного вертикального водообмена в процессе уже хемосинтеза образуются значительные количества органического вещества. Утверждение того, что Сорг. является продуцентом фитопланктона в донных отложениях залива Петра Великого in situ, авторами не подтверждено. Самым главным в этих исследованиях является отсутствие верной методологической посылки. Во-первых, гумус является не только атрибутом почв, а во-вторых – органическое вещество почвы, гумус, гумусовые веществанеявляютсясинонимамииодинизнихнельзязаменитьдругим.Важното,чтовдонныхотложениях «природная фабрика» работает на «привозном сырье» и выпускает специфические горные породы. Через «фабричную зону» проходит однонаправленный продукт веществ, который на входе не зависит от природного биогеоценоза, а на выходе представляет продукт, никак не влияющий на породившую его систему [3].

Все сказанное не дает основания отождествлять накопление гумуса в подводных ландшафтах с процессами почвообразования, а сам термин «аквапочва» в данном случае бездоказателен. Нами совместно с лабораторией палеогеографии ТИГ ДВО РАН проведено изучение керна осадков внутреннего водоема озера Ханка [6]. Исследованиями были охвачены: наиболее глубоководная часть, мелководье, ряд заливов и истоков рек. Глинистые осадки в озере распределены крайне локально и являются транзитными. Последовательность горизонтов, которая присуща почвам отсутствует. Данные микроморфологии приповерхностных горизонтов свидетельствуют о том, что тонкодисперсный гумус и углеподобные частицы являются простыми примесями. Углеподобные частицы образуют локальные скопления. Отмечаются отдельные сгустки рыхлых скоплений диспергированнойорганикисплазменнымматериаломислабымиследамиожелезнения.Дажевболееглубоких горизонтах осадков отмечаются свежие растительные остатки. Зерна минералов умеренно устойчивых разновидностей плохо окатаны. Их поверхности не корродированны. В микрозонах начинает преобладать, раздельно-чешуйчатая ориентация. Глинистая составляющая представлена каолинитом, монтмориллонитом и гидрослюдой с заметной железистой инкрустацией. Исследованные объекты характеризуются нейтральной и слабокислойреакциейсреды(рНводное7,5-6,6),котораянеимеетопределенныхзакономерностейпоглубине керна. Степень насыщенности колеблется в пределах 42-75 % без выраженных закономерностей.

Содержаниегумусасоставляет2-3%неимеяопределеннойпроиуроченностиквыделеннымслоям.Такое перераспределение гумуса, по данным микроморфологического анализа, связано с повышенным количеством механически диспергированных частиц свежих остатков, где процессы гумусообразования выражены слабо. Полученные результаты по распределению гумуса свидетельствуют о том, что процессы накопления на дне водоема не могут быть связаны напрямую с накоплением его in situ. Работы последних лет о природе органического вещества пресноводных водоемов раскрыли важную роль воднорастворимых органических веществ, в которых кроме большого набора неспецифических соединений находятся воднорастворимые гуминовые вещества, которые играют важнейшую роль в биохимических циклах водных экосистем.

Таким образом, образование и накопление органического вещества, гумусовых веществ и гумуса в подводных ландшафтах имеют природу отличную от подобных процессов, протекающих в субаэральных условиях. В свете развития идей классического почвоведения о единстве генезиса, экологии и географии почв необходимо прежде выявление признаков этого единства в различных аквальных ландшафтах.

Литература

1.Полынов Б.Б. Учение о ландшафтах // Избр. тр.М.: Изд-во АН СССР.1956. 234 с.

2.Глазовская .М А. Почвы мира. М.: Изд-во МГУ. 1972. 231 с.

3.Дмитриев Е.А. Почва и почвоподобные тела// Почвоведение, 1996, № 3. С.310-319.

4.Арзамасцев И.С., Преображенский Б.В. Атлас подводных ландшафтов Японского моря. М: Наука.1990. 222с.

5.Ивлев А.М., Нестерова О.В. К вопросу об изучении аквапочв //Вестник ДВО РАН.2004.№4.С.47-52.

6.Росликова В.И., Короткий А.М. Mn-Fe конкрециеобразование в субаквальных ландшафтах континентального водоема (на примере озера Ханка)// Вестник ДВО РАН.1993.№6. С. 57-61.

УДК 631.47

ИРРИГАЦИОННАЯ И ПОСТИРРИГАЦИОННАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВ СТЕПНЫХ ЛАНДШАФТОВ

А.М. Русанов (1), Е.В. Шеин (2)

(1)Оренбургский государственный университет, Оренбург, e-mail: soilec@esoo.ru;

(2)МГУ имени М.В.Ломоносова, Москва, e-mail: shein@gmail.com.

Степная зона в связи с засушливым климатом и высоким естественным плодородием черноземных почв является территорией орошаемого земледелия. Процесс интенсивного роста площадей орошаемых земель в начале 90-х годов прошлого века по целому ряду причин социально-экономического толка сменился периодом вывода мелиорируемых территорий из режима орошения. Только в степном Предуралье из 100 тыс. га ранее орошаемых земель (как правило лучших в регионе) в настоящее время орошается не более 20 тыс. га. В новых обстоятельствах многие ландшафты, прошедшие период эволюции во время интенсивного орошения, нуждаются в изучении тех изменений, которые происходят с ними в постирригационный период. Целью данной работы является исследование эволюции почв степных ландшафтов за период длительного орошения, а также после прекращения мелиорации, в постирригационный период. Задачи работы включали: изучение эволюции почв за почти 60-ти летний срок их орошения и исследование эволюционных изменений почв и ландшафтов в последующий постирригационный период в связи с растительностью, особенностями

265

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

рельефа, материнских пород и глубиной залегания грунтовых вод.

Исходяизцелиизадач исследованатерриторияБоровскойоросительнойсистемы(ОС),расположенной в подзоне обыкновенных черноземов Предуралья. Она занимает левобережье р. Боровки, ее вторую и третью остепненные надпойменные террасы. В основании территории располагаются древнеаллювиальные отложенияиделювиальныежелто-бурыекарбонатныесуглинки.Локально(на10%площади)выявленылинзы тяжелого по гранулометрическому составу засоленного аллювия. Коренными породами являются алевролиты с линзами известняков и песчаников верхнетатарского подъяруса верхней перми. Они являются основными водоносными горизонтами исследуемого пространства. Территория Боровской ОС орошается с 1934 года. Общая площадь орошения в первые годы эксплуатации составляла 2705,7 га. Судя по архивным данным, на момент ввода участка в режим орошения территория его являла собой выровненную равнину с неглубокими депрессиями и выраженным микрорельефом, почвенный покров которой отличался гомогенностью и был представлен различными родами чернозема обыкновенного остаточно-луговатого. Уровень грунтовых вод не превышал 6 - 7 метров. За весь период эксплуатации территория ОС использовалась под посев люцерны посевной (Medicago sativa L.). Орошение осуществлялось из водохранилища пресной натриево-кальциево- гидрокарбонатной водой. Оросительные нормы составили 4,0-4,5 тыс. м³/га.

В1984 году на территории ОС была выполнена работа по исследованию орошаемых почв. Площадь орошения составляла на тот период 2441,3 га. В процессе работы на территории ОС были выявлены ареалы лугово-черноземных почв, в пределах которых на площади 128,7 га отмечено среднее засоление содовосульфатного типа, а на 157,6 га – сильное. Засоленные почвы были приурочены к микропонижениям, депрессиям и магистральным каналам, т.е. к территориям, подверженным дополнительным влияниям грунтовыхиповерхностныхвод,уровенькоторыхвзоневлияниямагистральныхканалов,например,составлял около одного метра. Близко расположенные к поверхности воды отличались повышенной минерализацией и высокойконцентрациейионовнатрия.ФоноваяжепочваОС продолжаласоответствоватьсвоимизначальным классификационным свойствам. Отмечено только снижение содержания гумуса, потечность гумусового горизонта и несколько небольших по площади ареалов слабозасоленных черноземов, что характеризует высокую степень устойчивости элювиального ландшафта к изменившимся факторам среды [1]. Таким образом, за 50 лет эксплуатации локально, из-за сочетания орошения с факторами микрорельефа и засоления материнских пород, произошли значительные изменения в водно-воздушном, солевом, окислительновосстановительном и других режимах почв, в связи с чем они приобрели иные свойства, что, в свою очередь, привело к усложнению структуры почвенного покрова исследуемой площади за счет формирования в разной степени засоленных черноземов и их антропогенных полугидроморфных аналогов – лугово-черноземных почв.

Вначале 90-х годов орошение на территории ОС было прекращено. На первом этапе изучения постирригационной эволюции агроландшафтов был выполнен комплекс геоботанических исследований. Установлено, что видовой состав и другие показатели естественной растительности в определяющей степени зависят от приуроченности к тому или иному элементу рельефа. На выровненных пространствах распространение получило ковыльно-типчаковое сообщество с проективным покрытием 65-70%, средней высотой травостоя 28-31см, общими запасами фитомассы 274,5ц/га и отношением подземной фитомассы

кнадземной 4,6. На этих участках растительность мало отличалась от травостоя целинных участков сопредельных с ОС площадях. На микроповышениях выявлено типчаково-ковыльное сообщество, общее проективное покрытие которого составило 55-60%, высота растений 22-27см, общая фитомасса 147,2ц/

га, отношение подземной к надземной – 5,3; кохиево-чернополынная растительность, приуроченная к микропонижениям, характеризовалась следующими показателями: проективное покрытие 25-30%, средняя высота 15-20см, фитомасса 25,6 ц/га, отношение подземной фитомассы к надземной не превышала 2,1. Используя материалы геоботанического исследования в качестве индикационных показателей, было проведено изучение почв под разными растительными сообществами. Выявлено, что почвы выровненных ландшафтов представлены слабоконтрастным сочетанием черноземов остаточно-луговатых обычных и, на небольшой территории, слабозасоленных. В депрессиях, на относительных повышениях микрорельефа (до 0,8 м) сформировалась лугово-черноземная слабозасоленная почва, а к микропонижениям, к геохимически подчиненным субаквальным ландшафтам [2], приурочен солонец корковый сильнозасоленный. Тип засоления – содово-сульфатный. Полученные результаты свидетельствуют, что в постирригационный период на микроповышениях происходило локальное рассоление почв, которое сопровождалось одновременным усиленным засолением почв соседних небольших по площади понижений, причем с активным участием в этом процессе иона Na, что привело к формированию в пределах этих тпрриторий ареалов солонцов сильнозасоленных.

ВесьмахарактернойявляетсядинамикавеличинырН.В1984г.повышенныеучасткисослабозасоленными черноземами характеризовалисьвеличинойрНоколо8,0.Кнастоящемувремениситуациязаметноизменилась: поверхностныегоризонтылугово-черноземныхпочв,расположенных намикроповышениях,заметноснизили рН, приближаясь к нейтральной. Напротив, величина рН солонца коркового, приуроченного к понижению, резко возросла, достигнув величин, близким к 10,0.

Всоставе обменныхоснований солонцакорковогодоминируетионNa+.Всоставеобменныхоснований на глубине максимального засоления на его долю приходится 50% от суммы поглощенных оснований, а значение этого показателя по профилю не опускается ниже 33%. Содержание обменного кальция в верхнем горизонте лугово-черноземных почв достигает 56% от суммы поглощенных катионов, а на глубине засоления (50-55см) снижается до 35%.

266

постирригационной эволюции, связан, прежде всего, со снижением на 2-3 метра уровня грунтовых вод, со сменой типа водного режима, с изменением растительности, с рельефом территории (микропонижения в последние годы в процессах динамики солей являются зонами разгрузки). Выполненный на завершающей стадииработ подсчетплощадейпоказал,что черноземызанимают1651.3га,изнихслабозасоленные–286,8га, слабозасоленные лугово-черноземные почвы распространены на 415.7га, солонцы корковые выявлены на площади 87,5га. Таким образом, сравнивания эти данные с результатами исследования 1984 года, можно утверждать, что в постирригационный период процессы почвообразования на территории ОС, зачастую разнонаправленные, вызвали дальнейшее усложнение и повышение контрастности структуры почвенного покрова изучаемого пространства. Вместе с тем нельзя не отметить и положительную динамику в свойствах и составе почв и других компонентов ландшафтов исследуемой территории – значительное снижение площади сильнозасоленныхпочвирассолениесреднезасоленных[3],понижение уровнягрунтовыхвод,восстановление на значительной части бывшей ОС естественной степной растительности.

Литература

1.Глазовская М.А. Методологические основы оценки эколого-геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям. М.: Изд-во МГУ, 1997.100с.

2.Глазовская М.А. О геохимических принципах классификации природных ландшафтов. – В кн.: Геохимия степей и пустынь. Географгиз. 1962.С.6 – 52.

3.РусановА.М., Шеин Е.В., Демченко Э.В.Физические свойства и амфифильные компоненты органического вещества в почвах Боровской оросительной системы в постирригационный период// Вестник Оренбургского государственного университета. 2011.№5.С.99 – 105.

УДК 550.4:631.4 (476)

ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ НА ТЕРРИТОРИИ БЕЛАРУСИ

Л.Н. Рябова

Институт природопользования НАН Беларуси, Минск, e-mail: ryabova@nature.basnet.by

На территории Беларуси для части Гомельской, Могилевской и Брестской областей созданы экологогеохимические карты, которые отражают условия накопления и ассоциации концентрирующихся элементов, степень загрязненности территории. Необходимость в создании таких карт обусловлена усилением техногенного воздействия на природную среду и, особенно, на поймы рек, являющиеся ландшафтногеохимическими барьерами на пути миграции техногенных потоков. На картах выделены специфические контуры, в пределах каждого из которых территория может считаться условно однородной по геологической истории, характеру пород и почв, уровню хозяйственной освоенности. Детальные исследования позволяют выделять ландшафтно-геохимические системы в поймах, на делювиально-пролювиальных шлейфах, разграничивать места аккумуляции, транзита и выноса загрязнителей, связывать процессы загрязнения на водосборах с речной долиной. В своих построениях мы исходили из того, что теоретической и методической основой эколого-геохимической карты должно служить учение А.И. Перельмана [1], М.И. Глазовской [2] о ландшафтах и геохимических барьерах. В экспликации карт зафиксированы следующие моменты: геохимический ландшафт, отражающий условия миграции; тип геохимического ландшафта, включающего особенности водной миграции, рельефа, литологического состава почвообразующих и подстилающих пород; ландшафтно-геохимические фации [3], которые определяются режимом увлажнения. Показана роль органического вещества и кислотно-щелочных условий в миграционных процессах в почвах геохимических ландшафтов. В пределах исследованной территории выделены типы геохимических барьеров (механический, сорбционный, глеевый, биогеохимический и другие). В почвах геохимических ландшафтов и фаций определены ассоциации концентрирующихся элементов и их количественный показатель. Участки различной степени устойчивости к химическому загрязнению выделялись на основании суммарного коэффициента загрязнения. По предложенной схеме составления экспликации любой выдел и любая точка на карте может быть охарактеризована по 16 параметрам, включая ассоциации концентрирующихся элементов, уровень загрязнения ландшафта и его степень устойчивости к химическому загрязнению. На рисунке приведен фрагмент ландшафтногеохимической карты, построенной для долины р. Днепр в 0,5 км южнее г. Рогачева. Участок расположен в междуречьи рек Друти и Днепра. Река дренирует флювиогляциальную равнину, в пределах которой встречаются острова моренных отложений сожского возраста. В этом месте р. Днепр имеет ширину 90-130 м, глубину 1,6-2,3 м, обрывистые берега высотой 2-4 м, извилистое, сильно меандрирующее русло. Пойма шириной от 1,5 до 4 км четко делится на прирусловую, центральную и притеррасную. Надпойменные террасы сложены песками и супесями. Основные фракции в гранулометрическом составе – это частицы размером 0,5-0,25 мм, которые составляют 12,4-46,0% и 0,25-0,1 мм – 7,1-63,0%. Пойменные отложения в большей степени представлены супесями и суглинками. К элювиальному ландшафту относится выровненная,местамибугристо-западиннаятеррасасабсолютнымиотметками140-150м,сложеннаяпесками, подстилаемыми оглеенными суглинками. Преобладают дерново-подзолистые песчаные почвы с содержанием Сорг – 1,5-3,0%. Типы миграции: окислительный [H+] и периодически слабовосстановительный [H+↔H+- Fe2+]. Уровень грунтовых вод залегает на глубине 3-5 м. Ландшафт относится к ландшафтно-геохимической фации с отсутствием связи почвенной влаги с грунтовыми водами. В почвах преобладает слабокислая среда (рНKCl 5,9-6,4). Основные геохимические барьеры – кислородный и сорбционный. Отмечаются вышефоновые

267

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

концентрации V и Pb, величина суммарного коэффициента загрязнения равняется 2,0, что позволяет отнести элювиальный ландшафт к категории ландшафтов устойчивых к химическому загрязнению. К трансэлювиальному ландшафту относится пологоволнистая I надпойменная терраса с дюнами и западинами, сложенная песками мощностью более 3 м. Содержание элементов в почвах находится в пределах или ниже фоновых концентраций. Ландшафт относится к категории устойчивых к химическому загрязнению. К супераквальному геохимическому ландшафту относятся прирусловая пойма с прирусловыми валами и понижениями, центральная пойма с понижениями, старицами и вторичными водотоками, центральная пойма с повышениями, притеррасная пойма с понижениями, староречиями и устьевые участки притоков. Уровень

ð ï å í Ð.Ä

Ð.Äí åïð

Рис. 1. Ландшафтно-геохимическая карта долины р. Днепр в Рогачевском районе Гомельской области. Условные обозначения: Типы геохимических ландшафтов: 1 – элювиальный, 2 – трансэлювиальный, 3 – супераквальный, 3-1 – прирусловая равнина, 3-2 – центральная пойма с понижениями, 3-3 – центральная

среднеустойчивый, - слабоустойчивый, - неустойчивый.

залегания грунтовых вод в пределах этого ландшафта колеблется от 0,5 до 2,0 м. Прирусловая пойма сложена аллювиальными песками, супесями, реже суглинками. Почвы - дерново-аллювиальные различной степени оглеенности. В них концентрируются Cu > Ni > Pb, величина суммарного коэффициента загрязнения – 1,6, что позволяет характеризовать ландшафт как устойчивый к химическому загрязнению. В почвах, развивающихся на супесях и суглинках, накапливаются Cu > Mn > V > Ni > Pb, Cr, величина суммарного коэффициента загрязнения 6,3 и ландшафт классифицируется как среднеустойчивый к химическому загрязнению. Центральная пойма сложена аллювиальными песками, супесью, суглинками, в понижениях – торф. Характерны периодически восстановительно-окислительный [H+↔H+-Fe2+], окислительный [H+] и глеевый[H+-Fe2+]типымиграцииэлементов.Преобладаютпочвыдерново-аллювиально-глееватые,торфяно- глееватые, с содержанием Сорг – 3,2-10,2%. Величина рНKCl колеблется в них от 4,6 до 6,5. Основные геохимические барьеры – биогеохимический, механический, сорбционный, кислородный, глеевый. В почвах, развивающихся на аллювиальных песках и супесях, в центральной пойме аккумулируются Pb > Mn > Ni, Cr, величина суммарного коэффициента загрязнения 5,8-7,6, что позволяет отнести ландшафт к категории среднеустойчивых к химическому загрязнению. В гумусовых горизонтах почв, развивающихся на суглинках и в торфяно-болотных почвах концентрируются Cu >V> Mn, Cr > Ni, Pb, величина суммарного коэффициента загрязнения колеблется в пределах 12,3-13,4, что позволяет характеризовать центральную пойму с такими почвами как ландшафт слабоустойчивый к химическому загрязнению. В притеррасной пойме доминируют торфяно-глеевые и дерново-глеевые почвы, в которых накапливаются Cu > V > Pb, Cr, величина суммарного коэффициента загрязнения 15,6, что характеризует притеррасную пойму как ландшафт неустойчивый

268

Доклады Всероссийской научной конференции

кхимическому загрязнению. Для устьевых участков притоков р. Днепр свойственны окислительный и восстановительно-окислительныйтипымиграцииэлементов.Почвенныйпокровпредставленразновидностями дерново-аллювиальных. В них концентрируются V > Mn > Pb > Cu > Cr > Ni, величина суммарного коэффициента загрязнения 11,9 и устьевые участки в пойме можно классифицировать как слабоустойчивые

кхимическому загрязнению. К субаквальному (подводный) ландшафту относятся донные осадки р. Днепр, илы старичных и озерно-старичных водоемов. В песчаных и супесчаных донных отложениях реки и озер содержание Сорг составляет 0,5-2,0%, рНKCl – 5,3-7,6. В них незначительно накапливаются V > Pb > Cr, величина суммарного коэффициента загрязнения – 1,9-3,0. Ландшафты относятся к категории устойчивых

кхимическому загрязнению. В донных илах стариц содержание Сорг достигает 6,0%, они отличаются кислыми условиями среды (рНKCl 4,7). В них концентрируются V > Mn > Cu, Cr > Pb, величина суммарного коэффициента загрязнения достигает значения 10,9 и ландшафт относится к категории слабоустойчивых

кхимическому загрязнению. Анализ эколого-геохимической обстановки в долине р. Днепр в Рогачевском районе Гомельской области показывает, что ситуация складывается неоднородная. Наиболее благоприятные экологические условия создаются на террасах, сложенных песчаными отложениями, а наиболее экологически опаснаяобстановкавозникаетвзаболоченныхпритеррасныхпоймах.Этиучасткидолиныявляютсянаименее устойчивыми к химическому загрязнению и здесь накапливаются Cu, в 11,3 раз выше фоновых концентраций, V – в 3,3 раза и Pb, Cr в 2 раза выше фона.

Литература

1.Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М. 1975. 345 с.

2.Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высшая школа. 1988. 324 с.

3.Соботович Э.В., Бондаренко Г.Н., Кононенко Л.В. Геохимия техногенных радионуклидов. Киев. 2002. 332 с.

УДК 631.47

ДИСТАНЦИОНЫЙ МОНИТОРИНГ АКТУАЛЬНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ ПАХОТНЫХ ПОЧВ

И.Ю. Савин

Почвенный институт имени В.В. Докучаева Россельхозакадемии, Москва, e-mail: savigory@gmail.com

Информацияопотенциальнойиактуальнойпродуктивностипочвимеетбольшоезначениедлярешения задач экономической и экологической оптимизации использования почвенных ресурсов [1].

Прямое определение актуальной продуктивности возможно путем оценки количества фитомассы, образующейся на конкретном участке в течение сезона вегетации. В настоящее время в качестве прямых методовопределенияпродуктивностипахотныхпочвпотенциальномогутбытьиспользованытакиекакметод рекогносцировочных посевов, позиционные методы и дистанционные методы.

Наиболее простыми являются методы рекогносцировочных посевов, заимствованные из практики опытного дела, которые используются наряду с широким применением производственных полевых опытов [2]. В качестве рекогносцировочных культур используются растения, типичные по требованию к почвенноклиматическим условиям региона работ. Качество полевых работ, работ по уходу за растениями и особенно тщательность уборки урожая должны соответствовать высокому агротехническому уровню. Культуры подбираются также с учетом возможности применения механизированной уборки с большим количеством отдельно убираемых и отдельно учитываемых парцелл. В Нечерноземной зоне Российской федерации для рекогносцировочных посевов чаще всего применяют скороспелые мешанки многолетних кормовых культур (вико-овсяная, горохово-овсяная смеси, яровые зерновые и некоторые другие культуры).

Преимуществом данных методов является их простота и отработанность методических подходов. В качестве недостатка можно отметить их трудоемкость, субъективность и значительные временные затраты при анализе больших территорий.

Позиционные методы, по сути, являются автоматизированным вариантом традиционных контактных методов. Автоматизируется процесс заложения точек опробования, а также аналитические работы. Таким образом, сокращается трудоемкость работ и повышается их скорость и объективность. К этим методам относятся подходы так называемого точного или прецизионного земледелия, попытки активного внедрения которых наблюдаются во многих странах Мира [3].

Недостатком методов является высокая стоимость оборудования для осуществления работ. Кроме того, точность позиционирования в большинстве случаев не гарантирует строгую фиксированность размещения точек опробования на поле при повторных опробованиях. Также как и для первой группы методов, основным недостатком является невозможность проведения анализа на больших территориях.

Дистанционные методы основываются на попытке определения фитомассы агроценозов бесконтактно, на основе анализа светоотражательных или светопоглотительных свойств объектов (например, по данным аэроили космической съемки). При пролете над заданным полем самолета или спутника установленная на нем аппаратура фиксирует отражательные свойства посевов и передает эту информацию на наземные приемные станции. Далее эта информация проходит предварительную обработку, подготовку к анализу, после чего тематически анализируется. В зависимости от технических характеристик установленной зондирующей аппаратуры дистанционная информация может быть получена с различным временным и пространственным разрешением. Причем для целей анализа состояния посевов наиболее перспективны данные наиболее высокого как временного, так и пространственного разрешения.

269