Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,580

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОГЕННО-ПРЕОБРАЗОВАННЫХ СЕЗОННОПРОМЕРЗАЮЩИХ ПОЧВ ЮЖНОЙ ТАЙГИ

Воробьева И.Б. 1 Власова Н.В. 1
1 Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН
Проведен анализ морфологического, физико-химического и микроэлементного состава техногенно-преобразованных и природных сезоннопромерзающих почв южнотаежной подзоны. Выявлено невысокое количество водорастворимых солей, содержание гумуса ниже фоновых значений и достаточно высокие концентрации кобальта и хрома.
техногенно-преобразованные
сезонномерзлотные
техноземы
почвы
физико-химические свойства
микроэлементы
1. Беркин Н.С., Филиппова С.А., Бояркин В.М. и др. Иркутская область (природные условия административных районов). – Иркутск: Изд-во Иркутского университета, 1993. – 301 с.
2. Бояркин В.М. География Иркутской области. Иркутск: Восточно-Сибирское кн. изд-во, 1985. – 176 с.
3. Классификации и диагностики почв СССР. – М., «Колос», 1977. – 222 с.
4. Кузьмин В.А. Почвы Предбайкалья и Северного Забайкалья. – Новосибирск: наука, 1988.
5. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. – М.: Изд-во «Астрея-2000», 1999. – 768 с.
6. Почвенно-географическое районирование СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1962.

Таежная зона сформировалась на приподнятых равнинах и невысоких плато, в условиях резко континентального климата и широкого распространения вечной (многолетней) мерзлоты, а также глубокого сезонного промерзания. Вытянутая с юга на север, по соотношению тепла и влаги, она делится на подзоны средней и южной тайги [2].

Цель исследования – изучение и оценка техногенно-преобразованных сезоннопромерзающих почв южнотаежной подзоны при разработке месторождений полезных ископаемых (угля) открытым способом.

Материалы и методы исследования

По климатическим условиям район исследований относится к территориям с суровой, продолжительной, малоснежной зимой и теплым летом с обильными осадками. Климат резко континентальный. Температуры января и июля соответственно –22,3 и +17,2 оС. Годовое количество осадков – 438 мм, их основная часть приходится на теплый период, когда выпадает 79-83 % их годовой суммы. Особенно сильные дожди наблюдаются в июле-августе. Мощность снежного покрова изменяется от 20-40 см в центральной части района до 60-80 см в горной части. Речная сеть района почти полностью относится к бассейну реки Ия, со значительным распространением болот (7,9 % площади). Основные болотные массивы сосредоточены в центральной части территории района в пределах Иркутско-Черемховской равнины [1].

Формирование почвенного покрова происходит в условиях континентального климата, расчлененного рельефа, разнообразных по генезису и составу почвообразующих пород, под различными типами растительности. Такое сочетание физико-географических условий, несмотря на влияние таежной растительности, тормозит развитие подзолообразовательного процесса – он значительно ослаблен. Исследования показали, что нередко в почвах наблюдаются признаки осолодения, что объясняется довольно широким распространением засоленных пород, на которых до появления древесной растительности развивались различные засоленные почвы. Подзолообразование нередко накладывалось на солонцеватые и осолоделые почвы. Наиболее распространены темно-серые, слабоподзолистые почвы на тяжелых и средних суглинках. Эти почвы занимают вершины и пологие склоны увалов. Здесь же встречаются почвы черноземного типа, расположенные по логам, равнинным склонам увалов и плоским понижениям. Значительная часть территории с такими почвами занята березовыми лесами. Значительную площадь почвенного покрова занимают болотные почвы, заросшие смешанным лесом. Эти почвы встречаются в обширных межувалистых понижениях, сток воды из которых затруднен. Почвенный состав их разнообразен и представлен переходными разностями от иловато-болотных до торфяно-болотных почв с содержанием значительного количества перегноя и минеральных питательных веществ [4].

В пределах территории исследования многолетняя мерзлота имеет островное распространение и приурочена к долине р. Азейки, отрицательным формам рельефа (логам, распадкам). Смешанные сосново-березовые леса с осиной и ольхой на водоразделах и склонах, сухостойные елово-лиственничные леса на старых гарях, травянистые ерники на пойменной и надпойменной террасах р. Азейка, суходольные луга с островками степной растительности на сухих террасах и пологих склонах имеют глубину сезонного промерзания от 1 до 3,5 м, которая зависит от многих факторов, достигая максимального значения на склонах возвышенностей с малой мощностью снежного покрова. Сезонное промерзание начинается с октября, а полное оттаивание происходит в конце июня [3, 6].

Методы исследований: ландшафтно-геохимический, сравнительно-аналитический, профильно-генетический и статистический.

Образцы почв отбирались и анализировались по общепринятым методикам. Закладывались почвенные разрезы и разрезы в техноземах, отбор образцов проводился по генетическим горизонтам либо по глубинам 0-10 и 25-40 см. Определение химических элементов осуществлялось на приборе Optima 2000DV – оптический эмиссионный спектрометр с индукционной плазмой (фирма Perkin Elmer LLC,США), валовое содержание микроэлементов – на спектрографе ДФС – 80 и ИСП – 30.

Объектами исследований служили техногенно-преобразованные сезонномерзлотные почвы, расположенные на территории открытых горных разработок.

Результаты исследования и обсуждение

При проведении работ по добыче угля открытым способом происходит полное уничтожение природных почв. На современном этапе, отмечается развитие восстановительных стадий на техноземах, где выявлены зоны с восстановлением растительного покрова (3-5-12) и гранулометрический состав – суглинистый (табл. 1).

Выделяются участки с незначительным техногенным воздействием или небольшие линзы «эндемиков» природных ландшафтов, которые испытывают на себе воздействие работы по добыче угля только косвенно – перенос пылевых загрязнителей и химических реагентов, используемых в технологии работ, при воздушном переносе – разрез 3-6-12. Почвенный покров представлен дерновой лесной грубогумусной почвой. Она имеет хорошо выраженный, но маломощный гумусовый горизонт. Гранулометрический состав горизонтов супесчаный.

Химические свойства техноземов представлены в таблице 2. Общими их чертами является слабо кислая или нейтральная реакция среды (от 6,2 до 6,8) распределение по почвенному профилю в техногенно-измененных условиях рН не имеет строгой дифференциации, здесь показатели выше в верхней части разреза. На точках имеющих только косвенное воздействие – 3-5 и 3-6, характерно следующее изменение показателей – верхняя часть профиля имеет показатели ниже, чем в нижележащих слоях.

Таблица 1

Морфология почвы

Разрез

Почва

Горизонт

Глубина, см

Морфология

3-5-12

Технозем

под

луговой расти-

тель-

ностью

Ао

0–1

Слабо разложившиеся остатки травянистого покрова.

Аd

1–30

Черновато-коричневый легкий суглинок, ореховатой структуры, рыхловат, влажный, слабо задернован. Переход четкий ясный выражен.

Атехн

30–40

Коричневый с мазками охристого цвета, средний суглинок глыбисто-крупнокомковатый, плотный, влажный, незначительное содержание корней, включения песчаника, угольной крошки, до 20 см в глубину лом кирпича. Переход ясный четкий по цвету, плотности, мех. составу.

3-6-12

Дерновая лесная

Ао

0–2

Остатки слабо разложившиеся растительности, хвоя. Отмечаются участки со следами пожара, местами покров отсутствует.

Аd

2–6

Коричнево-черный, легкий суглинок, ореховато-зернистой структуры, почвенные бусы, рыхлый, влажный, включения слаборазложившейся органики, включения древесных угольков. Переход четкий по цвету, плотности и задернованности ясный.

А

6–20

Темно-коричневая супесь комковато-глыбистой структуры, плотный, влажный, пронизан корнями незначительно, включения органики разной степени разложения. Переход нечеткий по цвету, плотности.

В

20–41

Светло-коричневый с охристым оттенком, легкий суглинок, зернисто-ореховатой структуры, рыхлый, влажный, незначительно пронизан корнями, включения угольков.

Содержание гумуса в техноземах низкое, и его распределение не имеет четкого распределения. В условиях техногенно измененных (территории закрыта ПСП) почв т. 3-5 и в почвенном покрове т. 3-6 содержание гумуса значительно ниже фоновых значений, но имеют классическую картину распределения – показатели верхних горизонтов или верхней части разрезов достаточно высокие, а с глубиной резко уменьшаются. Обогащенность азотом и содержание валового фосфора как техноземах, так и почв – очень низкое. В числе обменных катионов присутствуют Ca,2+ Mg2+. Распределение алюминия внутри разрезов практически повсеместно равномерное. Сумма поглощенных катионов невысока.

Существенным показателем эффективного плодородия почвы является состав водных вытяжек. Их анализ показал невысокое содержание водорастворимых солей как в техноземах, так и в почвах. Задернованные участки благодаря наличию растительного покрова корневой системы (разной степени развития) обладают способностью к задержанию в верхних частях разрезов водорастворимых солей.

Из анионов преобладает HCO3-, а Cl- и SO42- – значительно меньше, чем в природных. Преобладающими катионами являются Ca2+ и Mg2+.

Таблица 2

Физико-химические свойства почв

Разрез

Глубина,

см

рН

Гумус, %

N, %

CO2, %

Обменные катионы

мг-экв на 100 г почвы

Ca2+

Mg2+

H+

Al3+

Na+

Сумма

3-5-12

0-10

6,4

2,02

0,09

1,02

15,2

4,8

н/о

0,008

н/о

20,008

30-44

6,8

0,56

0,03

0,98

16,8

4,0

н/о

0,007

н/о

20,807

3-6-12

2-16

6,2

3,07

0,11

0,81

9,9

3,2

н/о

0,006

н/о

13,106

20-41

6,5

0,30

0,02

0,63

7,2

0,8

н/о

0,006

н/о

8,006

Анализ данных концентраций валовых форм Mn, Сo, Pb, V позволяет выявить достаточно высокие концентрации по всей исследованной территории таких элементов как кобальт и хром, что свидетельствует о достаточно высокой степени ее антропогенезации (табл. 3). Средние содержания химических элементов в почвах (Кларк) имеют высокие показатели, которые являются допустимыми для почв Восточной Сибири. Содержание стронция, хрома, ванадия и свинца в техноземах меньше Кларка [5].

Таблица 3

Валовое содержание химических элементов

Разрез

Глу-

бина,

см

Химический элемент, мг/кг

Al

Ti

Fe

Mg

Ca

Mn

Ba

Sr

Cr

Cu

Ni

Co

V

Pb

3-5-12

0-10

76250

4418

28635

21839

22544

1030

423

<100

81

33

30

14

58

<10

30-0

80100

3807

35868

21030

23809

818

580

260

91

33

31

15

69

<10

3-6-12

2-16

70450

3784

28525

19505

22384

845

553

278

75

21

16

11

56

<10

20-41

66100

5196

36125

19248

36639

948

728

389

85

17

22

14

61

<10

ПДК

         

1500

   

6.0

3.0

4.0

5.0

150

32

 

ОДК

               

75

60

40

       

Кларк почвы по Виногра-дову

71300

4600

38000

6300

13700

850

500

300

200

20

40

10

100

10

 

Фоновые показатели

62267

1715

12781

15220

15608

602

349

283

39

8

<20

4

19

<10

 

Заключение

Исследования по изучению морфологического, физико-химического и микроэлементного состава техногенно-преобразованных и природных сезоннопромерзающих почв южнотаежной подзоны обнаружил невысокое количество водорастворимых солей, содержание гумуса и азота ниже фоновых значений. Содержание валовых форм химических элементов в техноземах и почвах выявили превышение относительно ПДК и ОДК таких элементов, как Mn, Сo, Pb, V. Такое явление обнаружено и в фоновых почвах, что позволяет говорить о достаточно высоких содержаниях этих элементов в природных почвах региона, на которые происходит наложение техногенного фактора.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 12-05-00819).


Библиографическая ссылка

Воробьева И.Б., Власова Н.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОГЕННО-ПРЕОБРАЗОВАННЫХ СЕЗОННОПРОМЕРЗАЮЩИХ ПОЧВ ЮЖНОЙ ТАЙГИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2013. – № 8-1. – С. 34-37;
URL: https://www.applied-research.ru/ru/article/view?id=3839 (дата обращения: 23.01.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074