ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.09.2020
Просмотров: 5832
Скачиваний: 9
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
300
III
ГХЛ
36-44
1,4
63,5
16,3
16
1,4
1,8
5,4
III-11 36-44 0,83
51,7
22,7
24
0,0
1,1
3,9
30,5
III-12 38-42
1,5
71,3
15,0
11
0,0
0,0
7,5
14,4
III-13 36-42
2
88,0
0,0
0,0
6,5
5,5
7,3
80,7
IV
ГХЛ
30-34 0,75
0,1
0,2
25
61
12
3,7
IV-14 30-34
0,8
0,3
0,5
57
31
9,7
3,3
25,3
IV-15 30-34
0,7
0,0
0,0
0,0
81
19
4,1
27,8
*/ Режимы увлажнения: А-автоморфный; АГ- полугидроморфный; Г- гидроморфный,
ПГ - периодически гидроморфный; В – водоемы.
Литература
1. Левина Н.Б., Ткаченко В.А., Тюрин В.Н., Лаврович Н.Н., Щепетова Е.В. Урочище Барсова Гора –
уникальный объект ледниковой геологии и таежной растительности Среднего Приобья // Квартер
во всем его разнообразии. Фундаментальные проблемы, итоги изучения и основные направления
дальнейших исследований: Мат-лы VII Всеросс. совещ. по изучению четвертичного периода
(Апатиты, 12-17 сентября 2011 г.). Апатиты, СПб, 2011, Т 1. С. 28-30.
2. Кошкарев А.В. Цифровое моделирование рельефа // Морфология рельефа. М.: Научный мир, 2004.–
С.103 – 122.
3. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: «Астрея-2000», 1999, 764
c
.
4. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М., Высшая школа, 1988.
324 c.
5. Глазовская М.А. Геохимические основы типологии и методики исследований природных
ландшафтов. Смоленск: Ойкумена, 2002. 288
c
.
6. Исаченко А.Г. Основы физико-географического районирования и ландшафтоведения. М.: Наука,
1991. 366 c.
УДК 631.47
ОТРАЖЕНИЕ СПЕЦИАЛЬНОГО СОДЕРЖАНИЯ НА ПРИКЛАДНЫХ ПОЧВЕННЫХ КАРТАХ ПРИ
ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЦИФРОВЫХ МЕТОДОВ
Н.П. Сорокина (1), Д.Н. Козлов (2)
(1) Почвенный институт имени В.В. Докучаева, Москва, e-mail: sorokina_np@list.ru
(2) МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, e-mail: daniilkozlov@gmail.com
Прикладные и специальные карты составляют большой раздел крупномасштабной почвенной
картографии. К ним относятся и частные карты (отражающие отдельные свойства почвенного покрова -
ПП), и интерпретационные карты различного содержания (агропроизводственных, почвенно-мелиоративных
групп, почвенно-геохимические и др.). Наиболее распространенный подход
к составлению карт специального
содержания «интерпретационный», он заключается в дополнении содержания базовой почвенно-генетической
карты специальной нагрузкой. Базовая карта используется как контурная основа. Специальное содержание
раскрывается в легенде, а также на карте - при индивидуальной характеристике контуров. Таковы, например,
карты засоленных почв, на которых в пределах каждого контура базовой карты даются количественные
характеристики содержания и состава солей. Схожим способом составляют почвенно-геохимические карты,
например, радиальных барьеров.
В то же время критерии диагностики почв, установленные в принятой генетической классификации, не
всегда отвечают задачам прикладных группировок. Имеется ряд агроэкологически значимых характеристик
почвенного профиля, которые фиксируются при описаниях и в принципе картографируемы, но не получают
отражения в классификации [1]. Так, показано, что оподзоленность агросерых почв (обилие «присыпки»)
в условиях Владимирского ополья отражает смену условий увлажнения, влияющих на урожай [2]. В ряде
случаев для прикладных группировок нужны иные, чем для генетической классификации, количественные
придержки при диагностике. Например, для почвенно-мелиоративной группировки конкретной территории
может понадобиться более детальное, чем в базовой классификации, разделение по глубине и выраженности
глеевых горизонтов, уровню грунтовых вод. Сошлемся также на опыт составления крупномасштабной карты
агрогенной трансформации серых лесных почв, в легенде которой градации диагностических признаков
почв отвечают задаче последующей агрогенетической интерпретации, вне зависимости от таксономического
положения [3].
Отражение на прикладных картах значимых для их содержания почвенных показателей может
достигаться различными путями: 1) описанным выше способом дополнения содержания контуров базовой
карты; 2) наложением нескольких карт различных показателей; 3) путем прикладной группировки почвенных
профилей с выделением качественных категорий и последующим выявлением ареалов групп.
Цифровые методы картографирования допускают использование каждого из этих способов. При
использовании в качестве контурной основы базовой почвенной карты специальное содержание дается
для каждого контура в атрибутивной базе данных.
Имеется опыт составления ГИС с наложением слоев,
Доклады Всероссийской научной конференции
301
характеризующих разные диагностические показатели почв, и их последующей интеграцией в почвенной
карте [4].
Третий способ составления прикладных карт (группировка разрезов и непосредственная интерполяции
точечных данных без учета контуров базовой карты) рассматривается ниже.
Объект исследования, материалы и методы.
Исследования проводились на полигоне Почвенного
института им. В.В. Докучаева на южном склоне Клинско-Дмитровской гряды, в ареале дерново-подзолистых
суглинистых почв.
Целью исследования было составление цифровых карт лимитирующих процессов (эрозии и оглеения)
и карты агроэкологических групп ПП с использованием методологии структуры почвенного покрова.
Картографирование проведено на территории пахотных массивов (2800
га). Использовано более 1500 точек
почвенных описаний. Составлены:
1.Карты распространения доминирующих категорий эрозии и оглеения. Их содержание соответствует
принятым в практике «картограммам».
2. Карты почвенных комбинаций (ПК) по оглеению и по эрозии. Выделено шесть ПК по оглеению и
шесть эрозионно-аккумулятивных ПК.
3. Карта агроэкологических групп ПК с отражением обоих лимитирующих показателей и их сочетаний.
Выделено девять категорий ПК.
Особенности принятой методики составления цифровых агроэкологических карт:
1.Группировки почв с выделением категорий эрозии и оглеения проведены авторами по комплексу
диагностических показателей почвенного профиля с учетом местных условий. Так, диагностика почв
эрозионно-аккумулятивного ряда учитывает мощности пахотного горизонта и оподзоленной толщи,
содержание гумуса, содержание ила, крутизну склона, положение в ландшафтной катене.
2. Интерполяция результатов точечного опробования проведена на основе цифровой модели почвенно-
ландшафтных связей. Факторно-индикационную основу задавали морфометрические характеристики
рельефа, рассчитанные в программе SAGA на основе цифровой модели рельефа (ЦМР) с разрешением 30 м.
Вероятность проявления в каждом пикселе каждой почвенной категории оценивалась по обучающей выборке
средствами пошагового дискриминантного анализа. Возможности цифровых методов позволяют выбрать
из большого набора морфометрических характеристик рельефа (восемнадцать) наиболее индикационно
значимые и использовать только их для выделения ареалов картографируемых категорий. Типизация ПК
проводиться в соответствии с существующими нормативами процентного состава компонентов ПП
3. Интегральная карта агроэкологических групп ПК обобщает информацию карт ПК эрозии и
оглеения. При выделении групп ПК привлечены специальные агроэкологически обоснованные критерии,
учитывающие продуктивность сельскохозяйственных культур. К таким критериям относится долевое участие
в ПК эродированных и оглеенных компонентов, при котором в данных региональных условиях происходит
достоверное снижение продуктивности культур и ухудшение агротехнических условий. Источником
информации являются экспериментальные данные учетов урожаев на компонентах ПК.
4. Все карты сопровождаются картосхемами, отражающими неопределенность прогноза, что позволяет
оценить достоверность проведенной интерполяции.
Результаты и выводы.
1.Сравнение карт доминантных групп и карт ПК показывает значительно большую информативность
и более высокую точность последних. Кроме того, карты ПК в большей степени отвечают задачам
сельскохозяйственной практики, т.к. размеры ареалов ПК (в отличие от ЭПА) соизмеримы с площадью низших
единиц хозяйственного использования.
2. Состав индикационных характеристик отличен для почв эрозионно-аккумулятивного и гидроморфного
рядов. Наиболее значимой характеристикой для дифференциации ПК гидроморфного ряда является индекс
влажности. Из других показателей отметим индекс конвергентности, отражающий форму склона в плане, а
также показатель превышения над тальвегом. Для эрозионно-аккумулятивной модели основные индикаторы:
1) крутизна; 2) величина водосборной площади;
3) фактор соотношения длины/крутизны склона. Весьма
информативен показатель эрозионного потенциала, который четко разделяет группы ПК с преобладанием
несмытых почв и группы с преобладанием эродированных почв.
3. Карта агроэкологических групп ПК отражает дифференциацию территории на агроэкологически
однородные участки с одинаковой продуктивностью, одинаковой выраженностью и направлением
современной агрогенной трансформации ПП. Карта построена по ландшафтно-позиционному принципу.
Ареалы выделенных групп (зональные автоморфные; эрозионно-зональные; эрозионные; эрозионно-
аккумулятивные; полугидроморфно-зональные; полугидроморфные; гидроморфные; полугидроморфно-
эрозионные; эрозионно-полугидроморфные) имеют достаточно четкие позиции в агроландшафте и
соответствуют элементарным геохимическим ландшафтам.
4. Большое методическое значение имеет вывод об избирательности индикационных характеристик для
карт разного содержания. Он подтверждает целесообразность выявления ареалов картографируемых категорий
прикладных карт независимо от контуров базовой карты. Разумеется, реализация метода возможна при
достаточной обеспеченности территории съемки почвенными разрезами. Контроль точности интерполяции
с помощью карт неопределенности прогноза позволит сравнить эффективность данного метода с другими
способами составления специальных карт. Изложенный подход может быть использован при составлении
почвенно-геохимических и других специальных карт.
Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 11-04-02064-а.
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
302
Литература
1. Сорокина Н.П. Пространственно-типологический подход в почвенной картографии //Масштабные
эффекты при исследовании почв. М.:МГУ, 2001. С. 114-126.
2. Савастру Н.Г. Агроэкологическая оценка почвенного покрова Владимирского ополья для
проектирования адаптивно-ландшафтного земледелия. Автореф. диссерт….канд.биол.наук. М.,
1999. 26 с., 1998.
3. Козловский Ф.И., Сорокина Н.П., Шубина И.Г. Систематика и картографирование почв на
структурно-функциональной основе// Теория и методы изучения почвенного покрова. М.:ГЕОС,
2003. С.496-526.
4. Савин И.Ю. Детальная компьютерная инвентаризация почв//Генезис, география и картография почв.
М., 2000. С.269-278.
УДК 550.42
МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ПОЙМЕННЫХ ПОЧВ ДОЛИНЫ РЕКИ УРКАН
(БАССЕЙН РЕКИ АМУР)
О.А. Сорокина
ИГиП ДВО РАН, Благовещенск, e-mail: osorokina@ascnet.ru
Одним из основных направлений экологических исследований является изучение состояния природно-
территориальных комплексов в зонах интенсивного техногенного воздействия. В этой связи Приамурье, в
пределах которого широко развиты горнопромышленные предприятия, является хорошим полигоном для
отработки методических аспектов таких исследований. Характерной особенностью данных предприятий
является их расположение непосредственно в
долинах крупных притоков, питающих магистральные водотоки
региона – реки Амур, Зея, Селемджа, Бурея и др. Учитывая мобильность речной системы, можно предполагать,
что техногенное загрязнение может распространиться достаточно далеко и оказать влияние на практически
все компоненты долинных ландшафтов Приамурья. Чутким индикатором состояния экологии речных систем
являются развитые в их пределах почвы. При этом их химический состав обусловлен многими факторами, в
том числе особенностями состава горных пород, биологическими процессами, характером и интенсивностью
техногенной нагрузки. Вследствие этого, в последние годы почвы в целом, и пойменные в частности, являются
объектом пристального изучения.
В данной работе был изучен химический состав пойменных почв долины среднего течения реки
Уркан(бассейн реки Амур) протяженностью около 100 км. Определение химического состава почв проведено
в лаборатории аналитической химии ДВГИ ДВО РАН (г. Владивосток) по аналитической схеме с применением
методов плазменной спектрометрии: атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и
масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой), в сочетании с рентгено-флуоресцентным методом в
ИГиП ДВО РАН (г. Благовещенск). Измерения выполнены на спектрометре ICAP 6500 Duo (Thermo Electron
Corporation, США) и Pioneer S4 (Bruker).
Химический состав почв, как правило, наследуется от материнской породы. Анализ распространения
и строения почв показывает, что все почвы от примитивных до полнопрофильных образуются из рыхлых
осадочных пород [1]. Поверхность плотных коренных пород разрушается в силу различных экзогенных
факторов, образующийся материал обязательно переоткладывается, формируя рыхлые породы. В пределах
указанного интервала долина реки Уркан с северо-запада на юго-восток рассекает разновозрастные
геологические образования [2]. Наиболее древние из них представлены метаморфическими комплексами,
условно относимыми к докембрию и известными в геологической литературе как «гонжинская» и «чаловская»
серии. Значительным распространением в пределах описываемого участка пользуются нижне- и среднеюрские
флишоидные отложения, раннемеловые интрузивные и вулканические образования. Достаточно локально
представлены палеозойские терригенно-карбонатные отложения и позднепалеозойские кварцевые диориты,
гранодиориты, граниты.
Оценивать закономерности распределения химических элементов можно опираясь как на абсолютные,
так и на относительные концентрации. В пределах изучаемого района долину р. Уркан пересекают
разнообразные по составу геологические образования. Учитывая этот факт, представляется целесообразным
в качестве эталона сравнения для пойменных почв долины реки использовать средневзвешенный состав
верхней континентальной коры [3, 4]. Мультиэлементные графики пойменных почв представлены в виде
отдельных линий, а единичные графики почв мира [5] объединены на рисунке в виде соответствующего
поля (рис.1).
Анализ представленных графиков свидетельствует о том, что сравниваемые почвы достаточно близки
по своему составу. Максимальных значений в почвах долины реки достигают такие элементы, как V, Cr,
Zn
,
Zr
,
Ba
,
W
; отметим также некоторый дефицит
Be
, Y,
Mo
, Cd,
Ta
,
U
. Можно отметить, что уровень концентраций и
характер распределения химических элементов в пойменных почвах исследуемого участка долины реки Уркан
в целом соответствует таковым в почвах мира (аллювиальных почвах США). В рассматриваемых образцах не
выявлено повышенных концентраций химических элементов (V, Co, Cr, Cu, Ni,
Zn
, Pb), которые могли бы
быть обусловлены влиянием горнопромышленных комплексов. Работа выполнена при поддержке Российского
фонда фундаментальных исследований (гранты № 11-05-00372-а, № 12-05-00143-а).
Доклады Всероссийской научной конференции
303
Рис. 1. Графики распределения микроэлементов в пойменных почвах долины р. Уркан (1) в сравнении со
средним составом мировых почв (2) [5]. Использован состав верхней континентальной коры по С.Тейлору и
С.Макленнану [3, 4].
Литература
1. Добровольский Г.В., Карпачевский Л.О., Криксунов Е.А. Геосферы и педосфера. М.: ГЕОС. 2010.-
190 с.
2. Геологическая карта Приамурья и сопредельных территорий. Масштаб 1:2500000. С.-Петербург:
ВСЕГЕИ. 1999.
3. Taylor S.R., McLennan S.M. The geochemical evolution of the continental crust// Reviews of Geophysics.
1995. V.33. P.241-265.
4. McLennan S.M. Relationships between the trace element composition of sedimentary rocks and upper
continental crust. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 2. (article no. 2000GC000109).
5. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир. 1989. – 439 с.
УДК 554.772+550.424
СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ТИПОВ ПОЧВ БАССЕЙНА
ОЗЕРА КОТОКЕЛЬСКОЕ (ЗАПАДНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ)
С.Б. Сосорова, М.Г. Меркушева, Л.Л. Убугунов
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Улан-Удэ,e-mail: soelma_sosorova@mail.ru
Почва является аккумулятором соединений химических элементов, поступающих в окружающую
среду. Поглотительная способность почв по отношению к тяжелым металлам определяется многими
факторами, такими, как гранулометрический состав, содержание карбонатов и другими [1]. В настоящее
время цинк является одним из приоритетных загрязнителей почв. Он отличается высокой степенью миграции
в сопредельные среды и аккумуляцией растениями [2]. Поэтому выявление количественных закономерностей
поглощения тяжелых металлов, в частности цинка, почвами является актуальной задачей при разработке мер
охраны окружающей среды.
В качестве объектов исследования нами были выбраны верхние слои 0-20 см темногумусово-глеевой
(р.1) и торфяной эутрофной (р.4) почв бассейна озера Котокельское (в 2 км от северо-восточной части оз.
Байкал), которые формируются в условиях континентального климата. Почвы характеризуются слабокислой
или близкой к нейтральной реакцией среды, невысоким содержанием органического вещества (за исключением
р.4 - 15.1%), легким гранулометрическим составом.
В модельных опытах использовали фракцию почв меньше 1мм в естественной катионной форме и
серию растворов азотнокислого цинка в диапазоне концентраций от 0.1 до 2.5 мМ /л.
Взаимодействие катиона
Zn
с навеской почвы проводили при комнатной температуре в статических
условиях при соотношении почва-раствор 1:25, время взаимодействия -24 ч. После установления равновесия
в системе «почва-раствор» вытяжки отфильтровывали и методом атомно-адсорбционной спектрофотометрии
определяли содержание цинка в фильтратах. Количество поглощенных катионов
Zn
рассчитывали по
разности между концентрациями металла в исходном и равновесном растворе. На основе полученных
экспериментальных данных построены изотермы сорбции катионов цинка почвами (рис.), которые
описываются уравнением Ленгрюма:
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
304
При оценке растворов металлов уравнение адсорбции Ленгмюра принимает вид:
где
С
– равновесная концентрация элемента в растворе;
Q
– количество поглощенного элемента на единицу
массы сорбента;
Q
max
– сорбционная ёмкость сорбента; K – коэффициент отражающий прочность связи между
элементом и реакционными центрами сорбента [3].
Тип изотермы позволяет судить о степени сродства катиона адсорбируемого цинка к сорбционной
поверхности почвы. Изотерма сорбции катиона
Zn
исследуемыми почвами относится к
L
-типу. Эта форма
свидетельствует о том, что при низких концентрациях адсорбата он имеет относительно высокое химическое
сродство с поверхностью адсорбента [4] . Начальные участки кривых характеризуются интенсивным
поглощением, затем после внесенной концентрации 1,0 мМ/л выходят на плато насыщения. В начальный
период взаимодействия почвы с раствором, на поверхности твердой фазы почвы присутствуют большее число
разнообразных свободных сорбционных центров, которые с увеличением концентрации раствора и времени
контакта постепенно уменьшаются по мере связывания их ионами металла.
Максимальная адсорбционная емкость Q
max
показывает максимальную сорбцию
Zn
почвой, константа
К характеризует сродство металла к адсорбенту. Для темногумусово-глеевой почвы расчетные параметры
Q
max
составляют 16,7 мМ/г и К=25,7 л/мМ, а для торфяной эутрофной соответственно 25 мМ/г и 29,8 л/мМ.
Рис. 1. Изотерма адсорбции цинка темногумусово-глеевой (р.1) и торфяной эутрофной (р. 4) почвами
бассейна оз. Котокельское
Относительно высокие значения параметров сорбции
Zn
торфяной эутрофной почвой можно
объяснить большим вкладом органического вещества за счет образования внешнесферных комплексов и
электростатического взаимодействия [5, 6].
В целом следует отметить, что почвы с высоким содержанием органического вещества и илистой
фракции характеризуются значительной сорбционной емкостью по сравнению минеральными почвами.
Литература
1. Ладонин Д.В. Влияние железистых и глинистых минералов на поглощение меди, цинка, свинца и
кадмия в конкреционном горизонте подзолистой почвы Почвоведение. 2003. № 10. С.1197-1206.
2. Башкин В.Н, Касимов Н.С. Биогеохимия. М.: Научный мир. 2004. 648 с.
3. Водяницкий Ю.Н., Рогова О.Б., Пинский Д.Л. Применение уравнений Лэнгмюра и Дубинина-
Радушкевича для описания поглощения Са и Zn дерново-карбонатной почвой // Почвоведение. 2000.
N 11. С. 1391-1398.
4. Соколова Т.А., Трофимов С.Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный обмен: учебное
пособие. Тула: Гриф и К. 2009. 172 с.
5. Ладонин Д.В., Карпухин М.М. Влияние основных почвенных компонентов на поглощение меди,
цинка и свинца городскими почвами // Вест. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2008. № 3. С.33-38.
6. Минкина Т.М. Соединение тяжелых металлов в почвах Нижнего Дона, их трансформация под
влиянием природных и антропогенных факторов. Автореф. дисс. докт. биол. наук. Ростов -на-Дону,
2008. 48 с.
УДК 911.5.6.9.
ЛАНДШАФТНОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ ПРИМЕНЕНИЯ
ГЕОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПОИСКОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (НА ПРИМЕРЕ
ПРИМОРСКОГО КРАЯ)
В.Т. Старожилов
Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, E-mail: star@sns.dvfu.ru
Ландшафт во многом определяет систему условий эффективного и рационального применения
геохимических методов поисков минерально-сырьевых ресурсов [1]. Картографические ландшафтные
материалы регионального информационного уровня рассматриваются как важные основы в решении вопросов
оптимального использования ландшафтно-геохимических методов поисков месторождений. Однако до
недавнего времени в Приморском крае региональные ландшафтные карты отсутствовали. В связи с этим, нами