ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.09.2020
Просмотров: 5827
Скачиваний: 9
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
70
в результате происходит значительное накопление гумуса [1, 2] .
Гумусу принадлежит особая роль в почвообразовании, в осуществлении биосферных функций, таких,
например, как контроль газового состава атмосферы (в результате эмиссии диоксида углерода). Эта глобальная
функция почв во многом определяется гумусным состоянием почв [3]. Своеобразие формирования органического
вещества тесно связано с генезисом почв и термодинамическими условиями
гумификации органического вещества.
Однако естественные процессы гумификации, гумусообразования и
гумусонакопления нарушаются регулярными низовыми пожарами.
На исследуемой территории гумус в бурозёмах концентрируется в
поверхностных горизонтах. Содержание его по профилю почв склонов и
водоразделов резко убывает (рисунок).
В поверхностном горизонте А0А1 мощностью 1 см содержание
органического углерода составляет 9,0-39,1%. В горизонте А1 количество
гумуса варьирует от 4,1 до 14,6% однако уже на глубине 40 см, в средней части
профиля, его содержание редко превышает 1%, в почвообразующей породе
и вовсе снижается до 0,1-0,3%. Гумус верхних горизонтов обеднен азотом,
соотношение C:N довольно широкое – от 17 до 25, с глубиной снижается
незначительно, в минеральных горизонтах становится близким к 10. Широкое
соотношение C:N свидетельствует о гумусе типа «модер» во всех лесных
подстилках и поверхностных органогенных горизонтах бурозёмов, независимо
от их положения в рельефе или гранулометрического состава.
Запасы гумуса в двадцатисантиметровом слое почв изменяются в
пределах 222-133 т/га, а в бурозёме среднесуглинистом на средней части
пологого склона составляют лишь 79 т/га. В метровой толще запасы гумуса
варьируют от 328 т/га до 191 т/га в почвах водоразделов и склонов. В бурозёме
супесчаного гранулометрического состава (средняя часть пологого склона)
запасы гумуса в метровой толще минимальны (40 т/га).
Большое
значение
имеет
исследование
внутрипрофильного
распределения основных компонентов гумусовых веществ, которое наиболее
информативно отражает генезис почв.
Под воздействием огня страдают, как правило, поверхностные горизонты
почв. При этом значительно изменяются процессы трансформации органического
вещества, что находит отражение, как в содержании гумуса, так и в показателях
его фракционно-группового состава. Для изучения этих показателей были
выбраны две площадки (№№ 7, 9) с различной степенью нарушенности огнём:
в белоберёзовом лесу с незначительным участием лиственницы и лиственничном лесу с небольшим участием
березы плосколистной. Пожар 2006 года не вызвал серьёзных нарушений в составе древостоя на площадке 7,
была уничтожена только лесная подстилка, в то время, как площадка 9, пострадала в большей степени – кроме
уничтожения опада и подстилки были частично озолены поверхностные горизонты почвы.
Степень гумификации органического вещества в почвах этих площадок изменяется от очень слабой
(разрез 7) до слабой (разрез 9), согласно градации Д.С. Орлова с соавторами [4] (таблица).
Таблица 1
Показатели гумусного состояния пирогенных бурозёмов
Почва
№ разре
за
гориз
онт
Гу
мус,%
Запасы
гумуса, т/га
Профильно
е
распре
деление
Степень
гу
мифик
ации
органиче
ск
ог
о
веще
ств
а
Сгк/
Сфк
Содержание фракций
ГК,% к сумме ГК
в слое
0-20 см
в слое
0-100
см
св
язанных с ка
льцием
про
чно
св
язанных
«св
обо
дных»
Бурая лесная
глеевая
тяжелосуглинистая
на глинах
7
А1
12,15
44
98,1
резко
убывающее
4,5
1,63
16,8
34,9
48,3
7
А1В
0,88
то же
35,1
0,42
23,3
32,9
43,8
9
А1
2,46
17,2
39,7
то же
15,6
0,66
8,8
50,0
41,2
9
А1В
1,40
то же
7,3
0,47
12,5
37,5
50,0
Тип гумуса в разрезе 7 в горизонте А1 – гуматный, в горизонте А1В – резко фульватный. В бурой
лесной глеевой почве (разрез 9), поверхностный горизонт которой был нарушен пожаром, тип гумуса уже в
горизонте А1 – фульватный, а в горизонте А1В – резко фульватный. Фульватный состав гумуса бурой лесной
глеевой почвы указывает на изменения в процессах трансформации органического вещества под воздействием
Рис
. 1
Содержание
и
внутрипрофильное
распределение
углерода
в
бурозмах
:
Бтс
–
бурозём
тяжелосуглинистый
,
Бгтс
–
бурозём
глееватый
тяжелосуглинистый
,
Бсп
–
бурозём
супесчаный
Доклады Всероссийской научной конференции
71
огня. Содержание «свободных» гуминовых кислот (ГК) в % от общей их суммы – среднее, содержание ГК,
связанных с кальцием, очень низкое во всех анализируемых горизонтах почв. Однако содержание ГК, связанных
с глинистыми минералами (прочносвязанные ГК) – высокое. Среди фульвокислот (ФК) преобладающей
является фракция, связанная с гуминовыми кислотами первой группы.
Таким образом, основная часть органического вещества в пирогенных бурозёмах Амуро-Зейской
равнины сосредоточена в верхнем двадцатисантиметровом слое. С глубиной его содержание резко снижается.
Запасы гумуса (в слое 0-100 см) в почвах варьируют в пределах 40-328 т/га. Периодические пожары
нарушают процессы гумусообразования, что приводит к формированию фульватного типа гумуса даже в
поверхностном горизонте А1. В составе гуминовых кислот доминируют свободные и прочносвязанные
фракции. Величина негидролизуемого остатка по отношению к общему содержанию углерода в почве
составляет около 50%.
Литература
1. Хавкина Н.В. О некоторых особенностях органического вещества горно-лесных почв Сихотэ-Алиня.
Генезис бурых лесных почв. Труды БПИ. Владивосток, 1972. Т.10. С. 126-137.
2. Пуртова Л.Н. К оценке гумусного состояния и энергетических запасов почв природных и
антропогенных ландшафтов приморья и Среднего Приамурья. Генезис и биология почв юга
Дальнего Востока. Владивосток: ДВО РАН, 1994. С. 232-238.
3. Таргульян В.О. Некоторые проблемы теории почвообразовательных процессов и эволюция почв.
Процессы почвообразования и эволюция почв. М.: Наука, 1985. С. 3-9.
4. Орлов Д.С. Дополнительные показатели гумусного состояния почв и их генетических горизонтов.
Почвоведение. 2004. №8. С. 918-926.
УДК 631.4
ДИНАМИКА
PH
ПОЧВ СКЛОНОВ В ПЕРИОД СНЕГОТАЯНИЯ
С.В. Будник
Житомирский национальный агроэкологический университет, г.Житомир, e-mail: svetlana_budnik@ukr.net
Величина рН почвы зависит от взаимодействия многих почвенных компонентов, в том числе от
содержания, состава и соотношения органических кислот, катионного обмена и выщелачивания веществ,
жизнедеятельности почвенной биоты. Это отражается в пространственно-временном варьировании величин
рН по территории [1]. Поскольку на состояние почвы оказывают влияние и внешние факторы, это также
находит отражение в изменчивости рН. Так, щелочность почвы во влажную погоду выше. Согласно данным,
приводимым В.Г.Саакян, Е.И.Горшковой [2], П.П.Гончар-Зайкиным [3] и другими исследователями, при
уменьшении влажности почв наблюдается, как правило, уменьшение рН почв на 0,5-0,8 единиц. При наличии
в почвах карбонатов различия в значениях рН при изменении влажности выше, чем в бескарбонатных почвах.
По данным [2], фактор «год наблюдений» оказывает значительно большее влияние на величину рН, чем
фактор «сезон». Детальные исследования взаимосвязи состава поверхностных вод от содержания веществ в
почве при снеготаянии проведены П.П.Воронковым [4].
Важность исследования динамики рН определяется разнообразием ее влияния на почвы и живые организмы,
в том числе и на миграционные процессы и перераспределение питательных веществ и загрязнений по территории.
Задачей наших исследований было проследить изменение рН водной вытяжки верхнего оттаявшего
слоя почвы (0-3 см) в период снеготаяния и выявить основные влияющие на нее в этот период факторы.
Проведены наблюдения за формированием склонового стока при снеготаянии в различные годы (1996-
2011 гг.) в разных природных зонах (степная и лесостепная) на различных агрофонах и почвенных разностях.
Наблюдения проводились в опытном хозяйстве Института охраны почв УААН «Ударник» Лутугинского р-на
Луганской обл. на черноземах обыкновенных на лессах, в Краснодонском р-не на черноземах на лессах, песках
и мергелях, в Обуховском и Бориспольском р-не Киевской обл. на серых лесных почвах на лессе и Киево-
Святошинском р-не на черноземах типичных на легком суглинке и в Андрушевском р–не Житомирской обл.
на темно–серых оподзоленных почвах. В табл. представлены диапазоны изменения характеристик почвенного
покрова в период снеготаяния за период исследований.
Анализировалось влияние на рН почвы морфометрических характеристик склона, водно-физических
свойств почвы, гранулометрического состава почвы, погодных характеристик года, а также состава
атмосферных осадков (снега).
Исследования показывают, что зависимость рН водной вытяжки от рН снега существет, но имеет
значительный разброс точек (коэффициент корреляции составляет 0,33 при значимом коэффициенте
корреляции 0,1046 для уровня значимости 5%). Вероятно, наличие связи объясняется тем, что анализировалась
почва в состоянии естественной влажности, перед определением рН она не высушивалась до воздушно-сухого
состояния. Более надежные зависимости рН почвы прослеживаются с влажностью и плотностью почвы.
Наблюдается устойчивая тенденция увеличения рН почвы с увеличением ее влажности и уменьшение рН
почвы с увеличением ее плотности (рис.1). Особенно четко эти тенденции проявляются при дифференциации
данных по агрофонам (рис.2).
С увеличением длины и уклона склона рН почвы также увеличивается, но эта тенденция четко видна
только при анализе материалов по годам и по склонам (рис.3), поскольку в течение периода снеготаяния также
наблюдается изменение рН.
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
72
Таблица 1
Динамика характеристик почвенного покрова в период снеготаяния
Фактор
Диапазон изменения факторов
Изменение
влажности
почвы, %
Изменение
плотности
почвы, г/см
3
Изменение
рН водной
вытяжки
Длина
склона, м
2 - 50
17,1 - 57,3
0,65 - 1,57
5,88 - 7,92
51 - 90
26,0 - 118,0
0,65 - 1,44
6,72 - 8,02
91 - 150
20,9 - 60,4
0,68 - 1,62
6,43 - 7,92
151 - 350
18,6 - 56,4
0,8 - 2,06
5,43 - 7,88
351 - 919
27,2 - 99,2
0,87 - 1,92
6,15 - 7,65
Уклон
склона, ‰
8 - 50
17,1 - 60,4
0,65 - 1,92
5,43 - 7,96
51 - 100
25,1 - 99,2
0,78 - 2,06
6,7 - 8,02
107 - 172
26,0 - 118,0
0,8 - 1,22
7,65 - 7,7
Агрофон
зябь
17,1 - 51,8
0,8 - 1,88
5,7 - 7,87
озимые
25,1 - 60,4
0,65 - 2,06
6,72 - 7,96
многолетние травы
26,0 - 118,0
0,8 - 1,76
5,43 - 8,02
полевая дорога
31,2 - 39,1
1,05 - 1,92
6,34 - 7,85
стерня пропашных
41,3 - 43,9
1,38 - 1,43
6,78 - 7,16
Почво-
грунты
мергель
26,0 - 47,7
0,97 - 1,22
-
чернозем обыкновенный на слабомощном
лессе, подстилаемом мергелем
30,8 - 118,0
0,84 - 1,76
5,43 - 8,02
чернозем обыкновенный на песках
17,1 - 26,1
1,09 - 1,59
5,88 - 7,33
чернозем обыкновенный на лессе
25,1 - 99,2
0,65 - 1,36
7,57 - 7,96
чернозем типичный на легком суглинке
27,16 - 44,72 0,87 - 1,92
5,7 - 7,65
серые лесные на лессе
25,36 - 36,45 0,91 - 2,06
6,72
темно–серые оподзоленные
35,1 - 43,9
1,28 - 1,53
6,34 - 7,4
Тип
снеготаяния
солярно-адвективный
17,1 - 118,0
0,84 - 2,06
5,43 - 8,02
солярный
25,1 - 54,0
0,65 - 1,58
6,9 - 7,96
адвективный
18,6 - 99,2
0,8 - 1,76
6,0 - 7,96
Характеристики гранулометрического состава, такие как средний диаметр почвенных частиц,
коэффициент однородности частиц по Траску-Крумбейну четкого влияния на рН почвы не показали.
Исследование влияния на величину рН почвы таких характеристик года, как число дней до начала
снеготаяния, глубина промерзания почвы, глубина оттаивания почвы, сумма температур воздуха до начала
снеготаяния, тип снеготаяния также четких тенденций связи не обнаружило.
Проведенные исследования показывают, что рН водной вытяжки верхнего оттаявшего слоя почвы при
снеготаянии значительно варьирует по длине склона, с изменением уклона склона, влажности и плотности
почвы. Так же значимое влияние на рН водной вытяжки из почвы оказывает рН снега.
Рис. 1. Зависимость рН водной вытяжки из 0-3 см слоя почвы от плотности почвы в период снеготаяния.
Весь ряд наблюдений
Доклады Всероссийской научной конференции
73
Рис. 2. Зависимость рН водной вытяжки из 0-3 см слоя почвы от влажности почвы на озимых при
снеготаянии
Рис. 3. Изменение рН водной вытяжки 0-3 см слоя почвы с изменением длины склона в период снеготаяния
13 и 15 марта 2003 г.
Литература
1. Соколова Т.А., Дронова Т.А., Артюхов Д.Б. и др. Пространственное и временное варьирование
величин рН в подзолистых почвах центрально-лесного биосферного заповедника. // Почвоведение.
1997. №11. С.1339-1348.
2. Саакян В.Г., Горшкова Е.И. Оценка кислотности почв Нечерноземья по данным полевых и
лабораторных измерений.// Почвоведение. 1986. №9. С.35-43.
3. Гончар-Зайкин П.П. К методике определения кислотности почв при её влажности наблюдаемой в
полевых условиях.// Научно- технический бюллетень по физике. 1974. №19. С.26-31.
4. Воронков П.П. Закономерности процесса формирования и зональность химического состава вод
местного стока. // Труды ГГИ. Вып. 102. 1963. С.43-119.
УДК 550.4
ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ДЕГРАДАЦИЯ И ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЗЕМЕЛЬ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
С.А. Бузмаков
ПГНИУ, Пермь, e-mail:
lep@psu.ru
Изменения почв зависят, прежде всего, от параметров источников техногенного загрязнения, фоновой
антропогенной нагрузки, естественной способности почв к самоочищению [1]. В отличие от воздушной и
водной среды, обладающих высокой способностью к рассеиванию поллютантов, в почвенном покрове
миграция веществ идет медленнее и часто он является субстратом, в котором происходит депонирование.
Известно, что в процессе создания нефтепромысла и нефтедобычи на почву воздействуют следующие
факторы: механогенез, битумизация, засоление, загрязнение продуктами сгорания газов. Техногенные
факторы определяют изменения почвенного покрова, которые выражаются в загрязнении и деградации земель.
Выпадение окислов серы, азота из атмосферных выбросов может существенно изменять химические свойства
почвы, подкисляя реакцию среды [1, 2].
Выявление деградированных и загрязненных земель [3] при сплошном обследовании территории
Шагиртско-Гожанского месторождения показало аномальное содержание нефтепродуктов, бенз(а)пирена,
токсичных солей. Загрязнение приурочено к местам концентрации нефтедобывающих объектов, к наиболее
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
74
крупным нефтепромысловым площадным объектам. Опасность загрязнения возрастает от куста скважин
к дожимным насосным станциям (ДНС) и еще более к установкам первичной подготовки нефти (УППН).
Природно-техногенные процессы изменения почвенного покрова биотопов наиболее развиты около
территории УППН.
На территории УППН «Оса», «Баклановка», «Константиновка» наибольшее распространение получили
дерново-среднеподзолистые почвы, дерново-глееватые, присутствуют также смытые намытые почвы оврагов,
балок, пойм мелких рек. Территория
УППН «Павловка», «Деменево», «Куеда», «Гожан», входит в состав зоны
дерново-подзолистых почв.
Обследование территории УППН «Оса»
выявило 2 ареала загрязнения. Первое на северо-западе от УППН.
Одна из проб этого ареала (луг) даже соответствует пятому уровню загрязнения нефтью и нефтепродуктами,
при котором земли подлежат консервации (19,4 г/кг). Высокое содержание нефтепродуктов отмечено в пробе,
взятой на севере, а так же на лугах, 2,18 г/кг. На остальной территории уровень содержания нефтепродуктов
не влияет на производство и качество сельскохозяйственной продукции. Повышенное спорадическое
загрязнение, очевидно, связано с аварийными ситуациями на нефтепромысловом оборудовании.
На территории УППН «Баклановка» наибольшее распространение получили дерново-среднеподзолистые
тяжелосуглинистые почвы. В пойменных почвах отмечены засоление и следы засоления (хлоридов до 0,8%),
что связано с утечками промысловых вод. Повышенное количество нефтепродуктов отмечено в пойме
р.Кулешовка (до 2.11 г/кг). Здесь аккумулируется техногенная органика. Уровень содержания 3,4-бензпирена
в почвах изменяется от 0.9 до 4.6 нг/г. По санитарно-гигиеническим нормативам такое содержание данного
поллютанта безопасно.
В районе расположения УППН «Константиновка» в пойменных почвах есть следы хлоридного загрязнения.
Загрязнение нефтепродуктами около УППН приурочено к пониженным формам рельефа. Это обусловлено
аварийными утечками и миграцией нефтепродуктов. Содержание нефтепродуктов на равнинной части не превышает
экологических нормативов. Технологические загрязнения атмосферы не приводят к отрицательным результатам.
Уровень 3,4-бензпирена обычно составляет 0.9-4.5 нг/г. Однако южнее УППН загрязненные нефтепродуктами
аллювиальные почвы в овраге, содержат до 1109 нг/г поллютанта (более чем в 50 раз выше ПДК).
Территории вокруг УППН в Пермском крае различаются по содержанию нефтепродуктов и бенз(а)
пирена в почвах. По этим показателям можно разделить окружающие УППН почвы. Относительно
благоприятная ситуация сложилась около УППН «Оса», «Баклановка», «Кокуй», «Павловка». Повышенным
содержанием углеводородов отличаются, прежде всего, «Константиновка», «Деменево», «Куеда», «Гожан».
Необходимо отметить, что около мест размещения УППН формируются природно-техногенные
экосистемы аккумуляционного типа, предназначенные для регуляции миграции и трансформации визуально
определяемых поллютантов.
Эксплуатация месторождений нефти приводит к формированию природно-техногенных биотопов, в
которых происходит концентрация нефтепродуктов и бенз(а)пирена.
Литература
1. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: МГУ. 1988. 328с.
2. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. М.: МГУ. 1998. 376с.
3. Методические рекомендации по выявлению деградированных и загрязненных земель// Сб.
нормативных актов «Охрана почв». М.: РЭФИА.1996. С.177-196.
УДК: 631.4
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОРБЕНТОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКОЙ
УСТОЙЧИВОСТИ ПОЧВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТОКСИЧНЫМИ ОРГАНИЧЕСКИМИ
СОЕДИНЕНИЯМИ
Г.К. Васильева, Е.Р. Стрижакова, В.С. Яценко, Е.А. Бочарникова
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН. Г. Пущино Московской обл.,
e-mail: gkvasilyeva@issp.psn.ru
В современном мире под действием все возрастающего потока загрязнителей, поступающих в
окружающую среду, происходит изменение биогеохимической структуры экосистем. Почва является одним
из важнейших природных барьеров, снижающих отрицательные последствия антропогенного загрязнения,
так как она обладает способностью поглощать токсичные соединения органической природы и превращать их
в безвредные продукты жизнедеятельности почвенной биоты. Однако при избыточных нагрузках токсичных
соединений способность почвы к самоочищению снижается. В результате происходит накопление загрязнителей
в концентрациях, превышающих допустимый уровень, а также их проникновение в сопредельные среды:
атмосферу, природные воды, флору и фауну.
Наиболее перспективной технологией очистки почвенных систем является биоремедиация. Уже
накоплены сотни или тысячи штаммов и смешанных культур микроорганизмов, способных утилизировать
или трансформировать в нетоксичные продукты даже самые персистентные и токсичные загрязнители.
Выявлены сотни растений, пригодных для фиторемедиации почв. Однако этот потенциал используется еще не
полностью из-за высокой токсичность загрязненных почв.
Одним из способов повышения защитных свойств почвы является использование природных сорбентов,
таких как глины, цеолиты, диатомиты, перегной, торф и его производные, продукты переработки древесины