авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 |

«ЗНАЧЕНИЕ ИЗУЧЕНИЯ ГУМУСА ПОГРЕБЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ДЛЯ ПОЗНАНИЯ СОВРЕМЕННОГО ГУМУСООБРАЗОВАНИЯ И.В. Иванов ...»

-- [ Страница 8 ] --

Из рисунка (а) видно, что экспериментальные точки в области изменения влажности примерно от 10 до 25-26% достаточно хорошо ложатся на прямую. Крутизна в этом интервале влажностей остается значительной, что характеризует высокую чувствительность удельной электропроводности почвы к изменению ее влагосо держания. С уменьшением влажности ниже 10% (которые соответствуют МГ), как наклон (W), так и величи на удельной электропроводности почвы резко снижается. При этом излом высокочастотной кривой несколько сдвинут в сторону меньших влажностей по сравнению с низкочастотной кривой. В области влажности выше 25-26% (что близко к ППВ) крутизна (W) также падает. Обусловлено это тем, что рыхлосвязанная вода имеет более слабые связи с твердыми частицами почвы, но обладает при этом повышенной вязкостью. В такой среде ионы движется равномерно, со скоростью пропорциональной напряженности поля. Вода, растворяя различные легкорастворимые вещества, содержащиеся в почвах, превращается в токопроводящий раствор – электролит, часто коллоидно-гелевого состава. Величина электропроводности зависит главным образом от степени насы щения почвы раствором, его химического и гранулометрического состава, степени взаимодействия воды с поч венными частицами и характера ее распределения в порах. Во влагонасыщенном состоянии диссоциированные ионы при наложении электрического поля будут перемещаться к соответствующим электродам. Как было от мечено, в воздушно-сухом состоянии электропроводность почвы незначительна. Это связано с тем, что в этой области превалирует прочно связанная влага, удерживающая на поверхности частицами с очень большой силой и практически не способная проводить электрический ток.

С увеличением влажности появляется вода, имеющая более слабые связи с твердыми частицами почвы, способствующая перемещению ионов, обладающая более пониженной вязкостью.

Графический материал свидетельствует о том, что удельная электропроводность почв при равных про чих условиях зависит главным образом от количества проводящей среды в ней, то есть воды. Рост электропро водимости при влажности, большей 10% и изменение наклона влажности после 25-26%, по-видимому, можно объяснить следующим образом. Если учесть, что практически = 0 в интервале влажности от 0 % до W0 (близ кого к МГ), получим = K(W-W0), (6) откуда следует, что удельная электропроводимость почвы ( при W W0) прямо пропорциональна ее влажности.

Изменение наклона влажностных характеристик при W 26% по-видимому, объясняется неравномерно стью заполнения пор водой: при ППВ, когда все капиллярные поры заняты водой, заполнение оставшихся час тично свободными некапиллярных пор уже мало увеличивает электропроводность почвы.

На рисунке (б) приведен график зависимости удельной электропроводности от изменения объемного веса.

242   Изменение объемного веса почвы более четко отражается на влажностных характеристиках (W). Это из менение, прежде всего, выражается количественно: кривые, соответствующие большему значения объемного веса идут выше и круче. Можно заметить и некоторое качественное изменение характера кривых (W): с увеличением почвы вызывает рост ее удельной электропроводности. При этом вид зависимости (W) несколько изменяется, в именно, крутизна (W) остановится большей и, кроме того, верхний перегиб этой характеристики, при = 1, г/см3, как уже отмечалось выше, наступает при меньшем значении влажности, чем при = 1,2 г/см3.

Таким образом, уплотнение и влажность почвы оказывают существенное влияние на изменение величи ны удельной электропроводности почв. Полученные закономерности можно успешно использовать при коли чественной оценке удельной электропроводности почв, обусловленной изменением влажности и плотности сложения почв.

Литература 1. Герайзаде А.П, Троицкий Н.Б., Гюлалыев Ч.Г. Зависимость диэлектрических параметров почвы от температуры. Док лады ВАСХНИЛ 1988, N2, с.9-11.

2. Гюлалыев Ч.Г., Герайзаде А.П., Троицкий Н.Б., Метрологические показатели при определении влажности почв мето дом измерения емкости В сб. Влагометрия с-хоз. материалов. Минск, 1987,с.105- 3. Троицкий Н.Б., Гюлалыев Ч.Г., Герайзаде А.П Зависимость диэлектрической проницаемости почвы от влажности.

Доклады ВАСХНИЛ. 1986, 7, с.39- 4. Поздняков А.И., Гюлалыев Ч.Г.- Электрофизические свойства некоторых почв. Москва-Баку-2004, 240 с.

5. Troitsky N.B., Gerayzade A.P., Gulaliyev Ch.G. On correlation between electric and heat soil characteristics. Soviet Soil Science,1987, vol №3, pp. 71- УДК 631. ДЕЗАГРЕГАЦИЯ ПОЧВЕННОЙ МАССЫ ЧЕРНОЗЕМОВ С.П. Позняк Львовский национальный университет им. Ивана Франко, г. Львов, Украина Е-mail: kfgeogrunt @franko.lviv.ua Дезагрегация почвенной массы черноземов во многом обусловлена антропогенной деятельностью, что проявляется в обесструктуривании пахотного и подпахотного горизонтов, увеличении глыбистости, снижении водопрочности структурных агрегатов, развитии процессов корко- и трещинообразования, формировании в нижней части пахотного и верхней части подпахотного горизонтов плужной подошвы.

Интенсивность процессов дезагрегации почвенной массы черноземов обусловлена их орошением.

Исследования показали, что в черноземах южных юго-запада Украины под влиянием орошения низко минерализованными водами содержание воздушно-сухих агрегатов размером от 0,25 до 10 мм снижается, и ко эффициент структурности во всех случаях меньше 1 и изменяется в пределах 0,62-0,92.

В составе структурных агрегатов увеличивается содержание глыбистой фракции. Глыбистая фракция со стоит из массивных агрегатов угловатой формы и характеризуется высокой плотностью сложения. Эти агрегаты трудно разрушаются почвообрабатывающими орудиями и сохраняются на поверхности длительное время.

Глыбы образуются и при вспашке черноземов, особенно в условиях сухой степи. Однако они относи тельно легко разрушаются орудиями обработки и за осенне-зимний период полностью разрушаются до комко вато-агрегатного состояния.

Увеличение глыбистой фракции и ухудшение водопрочности структурных агрегатов черноземов под влиянием орошения приводит к развитию процессов обесструктуривания, в результате чего структура чернозе мов хуже противостоит воздействию падающих капель воды. После каждого полива на поверхности образуется прочная корка. Сущность их образования заключается в механическом разрушении почвенной структуры раз личными способами, что приводит к изменению порового пространства поверхностного слоя и механического перемещения тонких илистых частиц по микропрофилю. Структурные корки образовываются в таких случаях:

при разрушении струк туры поверхностного горизонта ходовыми частями сельскохозяй ственной техники на фоне повышенной влажности орошаемых почв;

при разрушении структуры каплями воды дождевальных машин;

при _переупаковке и седи ментации грануломет рических частиц во   время увлажнения и   иссушения на поверх а- Зависимость удельной электропроводности от влажности почв при температуре ности почвы. 20 0С и 1,4 г/см3 плотности;

б- зависимость удельной электропроводности от объ Структура ир- емного веса почв при температуре 20 С ( х- 10 МГц • - 0,4 МГЦ частоте электри ригационных корок на ческого поля).

орошаемых чернозе   мах имеет своеобразное строение. На самой поверхности формируется чешуйчатая корка толщиной 2-3 мм, под которой образуется слоистая корка, представленная чередованием тонких темно- и светлоокрашенных просло ек толщиной 5-7 мм. Мощность отдельных темно- и светлоокрашенных прослоек 0,5-1,0мм. Ниже, под слои стой коркой, образовалась неслоистая корка толщиной 3-5 см, более плотная и темная по цвету, чем остальные, под ней залегает почвенная масса, состоящая из сцементированных комков и агрегатов мощностью 3-4 см.

Одновременно с процессом коркообразования на поверхности орошаемых черноземов развивается про цесс трещинообразования. Возможно появление трещин на поверхности почвы наблюдается в течение первых вторых суток после полива. Интенсивность их развития зависит от возделываемой культуры, влажности и тем пературы воздуха, а прекращается на седьмые сутки после полива. Площади образовавшихся трещин состав ляют 12-15 %от общей площади. Трещины первого порядка, образовавшиеся после первого полива при возде лывании культур сплошного посева, является в дальнейшем магистральными и увеличиваются вглубь по про филю. При возделывании пропашных культур их разрушают различными междурядными обработками. Однако случается, что магистральные трещины после их разрушения с поверхности при последующем поливе, восста навливаются, являясь унаследованными. Трещинообразование приводит к разрыву корневых волосков на раз личных глубинах, что отрицательно сказывается на развитии растений, способствует интенсивному прохожде нию поливной воды за пределы корнеобитаемого слоя, а это приводит к неравномерному увлажнению почвы.

Следует отметить, что на поверхности неорошаемых черноземов, после дождя также развиваются процессы корко- и трещинообразования. Строение и мощность корки, характер и интенсивность трещинообразования зависит от продолжительности и интенсивности осадков. Образующаяся корка на неорошаемых черноземах характеризуется меньшей мощностью и отсутствием неслоистой плотной темной корки.

Ирригационные трещины и корки, формирующиеся на поверхности орошаемых черноземов, могут слу жить показателем устойчивости многих физических, водно-физических, физико-механических свойств почв при их использовании в орошаемом земледелии, а также индикатором направленности изменения почвообра зовательных процессов при орошении.

В нижней части пахотного и верхней части подпахотного горизонтов орошаемых черноземов отчетливо выделяется уплотненная, полностью дезагрегированная прослойка мощностью 5-12 см. Во влажном состоянии, в результате уменьшения объема и усадки, это прослойка растрескивается на очень плотные призмовидные от дельности с резко выраженными гранями и ребрами порядка 3-5 см. Плотность сложения этих отдельностей достигает 1,7 1,9 г/см3. Эту прослойку называют слитым горизонтом. Ее образование связано с механическим уплотнением почвы ходовыми частями тяжелых, особенно колесных, тракторов, автомашин и других сельско хозяйственных орудий вследствие перемещения их по поверхности влажной почвы.

При высыхании этот горизонт расстрескивается на угловатые островершинные ореховатые и призмо видные отдельности. Такой структурный горизонт, образовавшийся в результате техногенного воздействия, на зывается опресионным или горизонтом сжатия, сдавливания, а образовавшуюся структуру – опресионной.

Разрушение структурных агрегатов каплями дождя и механическое раздавливание их ходовыми частями тяжелой техники, безусловно, возникает и на неорошаемых черноземах, но проявляется существенно слабее, поскольку структурные почвенные агрегаты здесь белее водопрочные и, кроме того, тяжелую технику значи тельно реже используют на увлаженных после дождя полях.

Генезис, свойства ирригационых корок, развитие трещиноватости и образование опресионной структуры определят в каждом конкретном случае комплекс мероприятий, направленных на их предотвращение, к кото рым можно отнести уменьшение количества проходов тяжелых сельскохозяйственных машин по поверхности увлаженных почв, которые имеют высокое удельное давление на почву, применение способов орошения, уменьшающих разрушение структурных агрегатов (мелкодисперсное, подпочвенное), улучшение структурного состояния путем внесения органических удобрений, посевом многолетних трав, применение химических ме лиорантов, в особенности кальцийсодержащих солей. В качестве традиционного приема применяется механи ческое рыхление после каждого полива при возделывании пропашных культур.

ОЦЕНКА СМЕНЫ ЭДАФИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ СООБЩЕСТВ СОСНЫ ПИЦУНДСКОЙ МЕТОДОМ ФИТОИНДИКАЦИИ Ю.А. Постарнак, С.А. Литвинская Кубанский госуниверситет, Краснодар Формация Pineta pityusae относится к редким реликтовым сообществам Черноморского побережья России.

Ареал вида протягивается от г. Лысой (с. Варваровка под Анапой) до урочища Мюссера в Абхазии. Выделенные методом Браун-Бланке синтаксоны растительности формации Pineta pityusae приурочены к различным геоботани ческим районам и характеризуются специфическими экологическими режимами. Ценозы союза Jasmino Juniperion excelsae распространены от г. Лысой до Толстого мыса (Геленджик). Выделяется по ряду характерных петрофильных гемиксерофильных средиземноморских видов (Juniperus excelsa, Achnatherum bromoides, Jasminum fruticans, Teucrium polium) и др. Союз Cаrpino orientalis – Quertion pubescentis Korzh. et Shelyag 1983 приурочен к Архипо-Осиповскому и Новомихайловскому району Крымско-Новороссийской провинции. Союз представлен сосново-дубовыми сообществами, произрастающими в прибрежной полосе до высоты 300 м н.у.м. от Джанхота до пос. Ольгинки. Климат характеризуется большим увлажнением (800-900 мм). Диагностическими видами явля ются широкоареальные мезофиты Viola alba, Hedera helix, Cornus mas, Ligustrum vulgare, Sorbus torminalis, Physospermum cornubiense, Acer laetum. Фитоценозы союза Campanulo longistylae-Pinion pityusae all. nova приуро чены к Туапсинско-Лазаревскому и Сочинскому районам Колхидской провинции: от мыса Кадош у Туапсе до 244   Хосты. Климат влажный субтропический.

Табл. 1. Широта амплитуды важнейших экологических факторов Союз отличается проявлением смешения ксерофильной средиземноморской и ме Размер- Показатели зофильной колхидской флор. % перекры Факторы ность Произведен расчет показателей по тий шкалы min max амплитуда шкалы важнейшим экологическим факторам, Hd 23 8,6 10,5 1,9 8, произведенной на основе метода фитоин Rc 13 8,4 9,3 0,9 6, дикации (Екофлора Укра ни, 2000), в ос Tr 19 7,1 8,4 1,2 6, нову которого положены экологические шкалы видов растений (Ellenberg, 1979;

Ca 11 7,3 9,8 2,5 22, Цыганов, 1983 и др.), сгруппированные в Nt 11 4,3 5,6 1,3 11, соответствующую базу данных. Сущность методики фитоиндикации состоит в со поставлении балльных оценок градиента среды с аналогичными оценками пределов толерантности видов. Едини цами измерений условий местообитания в них являются ступени или градации экологического ряда по опреде ленному фактору, установ ленные по самой расти- Табл. 2. Значения режимов важнейших экологических факторов для формационной тельности и выраженные в флоры Pineta pityusae на уровне союзов баллах. Дальнейшее по строение ординационных Показатель Hd Rc Tr Ca Nt матриц позволило выяс- Союз Jasmino-Juniperion excelsae нить основные закономер- min – max 8,61 – 9,69 8,59 – 9,33 7,49 – 8,39 8,76 – 9,83 4,33 – 5, ности между изменением M 9,15 (±0,29) 8,96 (±0,14) 7,94 (±0,20) 9,29 (±0,29) 4,73 (±0,16) Союз Cаrpino orientalis – Quertion pubescentis этих факторов, а также оп min – max 9,19 – 10,10 8,68 – 9,28 7,15 – 7,95 8,35 – 9,32 4,69 – 5, ределить экологическую M 9,65 (± 0,21) 8,98 (±0,09) 7,55 (±0,16) 8,84 (±0,24) 5,05 (±0,13) амплитуду каждого син Союз Campanulo longistylae-Pinion pityusae таксона. Для анализа были min – max 9,41 – 10,53 8,44 – 9,26 7,15 – 7,89 7,33 – 9,08 4,78 – 5, взяты расчеты по 5 эдафи M 9,97 (±0,31) 8,85 (±0,17) 7,52 (±0,14) 8,21 (±0,76) 5,19 (±0,17) ческим факторам: влаж Примечание. min – max – минимальное и максимальное значения режимов эдафиче ность почвы - Hd, кислот ских факторов, M – среднее значение, Hd - влажность почвы, Rc - кислотность, Tr - со ность - Rc, солевой режим - левой режим, Ca - содержание карбонатов, Nt – азота.

Tr, содержание карбонатов - Ca, азота - Nt).

С целью оценки влияния каждого фактора на дифференциацию фитоценозов проведен расчет процента пе рекрытия амплитуд соответствующей шкалы (табл. 1). Наибольшую амплитуду (2,5 балла) имеет фактор «содер жание карбонатов в почве» (Ca).

В табл. 2 приведены показатели экологических режимов синтаксонов на уровне союзов.

Как видно из рис. 1, между изменением эдафических факторов наблюдается тесная зависимость. При этом наиболее вариабельными являются показатели содержания карбонатов в почве (Са), которые перекрыва ют 22,7% шкалы, и, таким образом, этот фактор обуславливает дифференциацию исследуемых фитоценозов.

Наивысшими показателями содержания карбонатов отличаются сообщества союза Jasmino-Juniperion excelsae (8,8-9,8 баллов), формирующиеся на обнажениях (рис. 2).

Эти сообщества частично перекрываются союзом Cаrpino orientalis – Quertion pubescentis (8,3-9,3 бал лов), но достаточно изолированные от сообществ союза Campanulo longistylae-Pinion pityusae, формирующихся в более бедных условиях. Если первые два союза имеют узкую экологическую амплитуду, то сообщества Campanulo longistylae-Pinion pityusae – более широкую (7,3-9,0 баллов).

Между содержанием карбонатов в почве и влажностью (Нd) наблюдается четкая обратная линейная кор реляция (рис. 2а). Аналогичная зависимость отмечается между содержанием карбонатов и минеральной фор мой азота (Nt) в почве (рис. 2б), поскольку карбонаты связывают эти формы в гумусе и они становятся недос тупными для растений. В зависимости от насыщенности карбонатами почв изменяется их кислотность (Rc). Как видно из рис. 2в, в данных условиях наблюдается прямая линейная зависимость: максимальными показателями отли чаются сообщества союза Jasmino-Juniperion excelsae (8,8 9,8 баллов при рН 8,6-9,3 балла), а минимальной Campanulo longistylae-Pinion pityusae (7,3-9,0 баллов рН 8,4 9,2 балла). Аналогичная зависимость наблюдается между изменением карбонатов и содержанием солей в почве в це лом (Tr) (рис. 2г).

Вторым важным фактором, влияющим на формиро- Рис. 1.  Закономерности распределения средних по вание сообществ формации является влажность почвы (Hd). казателей экологических факторов для союзов рас Наименьшими показателями отличаются ксерофитные це- тительности формации Pineta pityusae. Союзы 1 Jasmino-Juniperion excelsae;

2 - Cаrpino orientalis – нозы союза Jasmino-Juniperion excelsae (8,6-9,7 баллов), Quertion pubescentis;

3 - Campanulo longistylae-Pinion наибольшими - мезофитные Campanulo longistylae-Pinion pityusae.

pityusae (9,4-10,5 баллов). Как видно на рисунок 3, первые   Рис. 2. Распределение растительных сообществ формации Pineta pityusae относительно смены: а - содержания кар бонатов в почве (Са) и влажностью почвы (Hd);

б – содержания карбонатов (Са) и содержания азота в почве (Nt);

в содержания карбонатов в почве (Са) и кислотности (Rc);

г - содержания карбонатов (Са) и солевого режима в почве (Tr).

1 – союз Jasmino-Juniperion excelsae;

2 - союз Cаrpino orientalis – Quertion pubescentis;

3 - союз Campanulo longistylae Pinion pityusae.

достаточно изолиро ванные и только час тично перекрываются сообществами союза Cаrpino orientalis – Quertion pubescentis (9,2-10,1 баллов).

С влажностью почвы связаны другие факторы. Прослежи вается обратнолиней ная зависимость меж ду влажностью почвы и содержанием в ней солей (рисунок 3 а), а также кислотностью (рисунок 3 б). Влаж ность почвы в значи тельной степени кор Рис. 3. Распределение растительных сообществ формации Pineta pityusae относительно сме релирует с содержа ны: а – влажности почвы (Hd) и солевого режима (Tr) б – влажности почвы (Hd) и кислотно сти (Rc);

б – влажности почвы (Hd) и содержания азота в почве (Nt). ние минеральных форм азота в ней (ри сунок 3 в). В более влажных и теплых условиях его разложение происходит интенсивнее. При этом и показатели амплитуды не много шире у сообществ союза Campanulo longistylae-Pinion pityusae (4,33-5,13) балла, чем у ксерофитных це нозов союза Jasmino-Juniperion excelsae (4,77-5,6 баллов).

Таким образом, ординация ценозов по градиенту эдафических факторов выявила, что их дифференциа цию влажность почвы (Hd) и содержание карбонатов в ней (Ca). Установлены пороги, разделяющие сосновые и сосново-дубовые сообщества, при которых сосновые леса сохраняют свою сущность и не вытесняются дубо выми: 9,4 балла влажности почвы, 9,5 балл содержание карбонатов, 5 балл содержание азота, 8,2 – содержание солей в почве. При увеличении влажности почвы и содержания азота в почве, уменьшении содержания карбо натов и солей в ней, в экотоп проникает более конкурентноспособная в данных экологических условиях расти тельность (Quercus pubescens, Carpinus orientalis) и вытесняет Pinus pityusa.

246   УДК: 532.685 + 504. К ПРОБЛЕМЕ УЧЕТА БИОДЕГРАДАЦИИ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ * ТРАНСПОРТА ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ В ПОЧВАХ К.А. Поташев, П.В. Малов, И.П. Бреус Казанский государственный университет, г. Казань E-mail: KPotashev@mail.ru Математические модели являются важным инструментом при оценке последствий проникновения за грязняющих веществ в почвы и эффективности восстановительных мероприятий. Особенно сложным является моделирование транспорта органических загрязнителей, способных одновременно существовать в почвах в па рообразном, растворенном, сорбированном виде, а также как отдельная жидкая фаза. Среди этих соединений наиболее широко распространены жидкие углеводороды, входящие в состав нефтей, моторных топлив, про мышленных растворителей и др., а также представители других классов органических соединений. Для моде лирования миграции таких веществ в почвах разработано множество математических моделей. Однако боль шинство из них описывают либо геохимические процессы, либо биологическую трансформацию углеводоро дов, и только некоторые - взаимодействие между этими процессами.

Наиболее простые транспортные модели ограничиваются рассмотрением двух механизмов переноса: кон вективного, подчиняющегося законам фильтрации, и диффузионно-дисперсионного, происходящего за счет мо лекулярной диффузии и фильтрационной дисперсии. Обычно эти модели (MODFLOW, PESTAN) посвящены пе реносу растворенного загрязнителя потоком грунтовых вод. Некоторые модели (VLEACH) учитывают, кроме то го, сорбционное взаимодействие загрязнителя с почвенной матрицей, а также фазовые переходы. Между тем транспорт органического загрязнителя в почвах определяется целым набором взаимосвязанных физических, хи мических и биологических процессов. Так, важным фактором является его биодеградация, поскольку она способ на значительно снижать содержание загрязнителя и, тем самым, оказывает существенное влияние на его перенос в природных средах. Поэтому включение биодеградации в имитационную модель транспорта загрязнителя в при родных пористых средах может являться решающим для выявления закономерностей его миграции.

До начала 80-х годов большинство транспортных моделей не учитывало процессы биологического раз ложения органических загрязнителей. Позднее интерес к описанию данных процессов стремительно возрос, и к настоящему моменту появилось множество работ, которые включают в математическую модель переноса за грязнителя целый ряд процессов биологического характера.

Так, способы моделирования биодеградации углеводородов существенно зависят от окислительно восстановительных условий в почве. Соответственно, модели учитывают наличие аэробной или анаэробной биодеградации, отличающейся по интенсивности разложения углеводородов: известно, что аэробная деграда ция протекает существенно быстрее. В первом случае электроноакцептором является кислород, а во втором при его отсутствии данную роль играют менее активные электроноакцепторы, такие как сульфат, нитрат, и даже оксид железа. Модельный учет наличия нитратов как второго электроноакцептора приводит к значительным отличиям результатов по сравнению с моделированием взаимодействия только с кислородом.

Кроме доступности различных электроноакцепторов, определяющую роль играет биодоступность самого загрязнителя, которая часто непосредственно связана с процессами сорбции. Авторы многих современных работ стремятся учесть недоступность сорбированных загрязнителей для биодеградации. При этом полное биологиче ское разложение загрязнителя возможно при наличии десорбционных процессов. В то же время появляется все больше доказательств того, что часть загрязнителя становится необратимо граничащей по отношению к твердой фазе почвы. Например, ароматические углеводороды могут разлагаться микроорганизмами лишь до некоторой остаточной концентрации, которая далее не снижается или снижается незначительно в течение годовых масшта бов времени. Такое явление часто называют старением или депонированием. В работе [1] представлена концепция модели, заключающаяся в том, что, располагающиеся на поверхности частиц почвы бактерии имеют размеры, бльшие по сравнению с размером микропор самих частиц. Поэтому доступным для микроорганизмов является лишь загрязнитель, растворенный в водной фазе внешнего порового пространства. Загрязнитель, проникший во внутреннее пространство частицы, может десорбироваться во внешнюю фазу и там разложен бактериями. В рабо те [2] предложена модель, объединяющая нелинейную и неравновесную сорбцию (диффузию внутрь твердых частиц) с кинетикой биодеградации – ключевых процессов, влияющих на естественное очищение загрязненных сред. До тех пор, пока в почвенной среде не будет достигнуто химическое равновесие, быстро протекающая сорб ция будет снижать концентрацию компонент в водной фазе и, таким образом, скорость биодеградации.

При моделировании биодеградации большое внимание уделяется выявлению вида кинетики биологиче ского распада загрязнителя и определению величин параметров известных моделей. Наиболее распространена кинетика Моно, которая за время своего использования приобрела множество модификаций для учета различ ных факторов и явлений. С помощью таких вариаций могут описываться эффекты питательных веществ, дос тупности электроноакцепторов и др. на биотрансформацию загрязнителя.

Учет видового состава углеводород-окисляющих микроорганизмов, присутствующих в почве одновре менно с экзогенными углеводородами, приводит к определенным модификациям кинетики биодеградации. Ес ли в почве присутствуют различные углеводороды, их взаимодействие рассматривают как конкурентное инги                                                              * Работа выполнена при поддержке Федерального агентства по образованию РФ в рамках ФЦП «Научные и научно педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы и гранта МНТЦ.

  бирование, в результате которого загрязнители конкурируют за места связывания с целью разложения бакте риями. Другим видом ингибирующего взаимодействия является неконкурентное ингибирование, при котором образуется нереакционно-активный комплекс, когда оба углеводорода граничат с одним энзимом. При модели ровании процессов одновременной жизнедеятельности различных видов микроорганизмов для каждого из них может использоваться свой вид кинетики. Так в работе [3] описаны пять различных видов бактерий, для каждо го из которых предлагается своя модификация кинетики Моно.

Кинетика биологического разложения углеводородов существенно зависит и от формы существования углеводород-окисляющих микроорганизмов в загрязненной почвенной среде: при их содержании в общей жид кой фазе или в форме биопленок кинетику Моно записывают различным образом. Помимо очистительного эф фекта, присутствие в почвах микроорганизмов может оказывать и другое воздействие: из-за их коллоидного размера и в случае наличия предпочтительных поверхностных условий подвижные бактерии могут интенсифи цировать транспорт загрязнителя. Накопление биомассы бактерий и осаждение на минералах изменяют порис тость и проницаемость почв, вызывают закупоривание поровых каналов.

Температура среды также влияет на скорость роста углеводород-окисляющих микроорганизмов. Для каждого вида существует своя оптимальная температура, при которой скорость роста штамма максимальна. В модели биодеградации углеводородов максимальные скорости роста и разложения корректируются с учетом температуры согласно модифицированному уравнению Аррениуса.

Процессы отмирания в моделях микробных популяций учитывают двумя способами: в уравнения вводят либо члены, характеризующие «самоограничение» численности популяции, либо дополнительные переменные (ингибиторы), оказывающие угнетающее действие на рост культуры, концентрация которых определяется про цессами метаболизма или продуктами лизиса. Некоторая предельная концентрация продуктов метаболизма может привести к прекращению деградации углеводородов. Учет токсичности может оказывать влияние на результаты моделирования. При построении подобных моделей к основным уравнениям, описывающим динамику концен трации биомассы и субстрата, добавляется уравнение, выражающее динамику концентрации продуктов метабо лизма. В большинстве же работ смертность микроорганизмов считается пропорциональной их численности.

Изучение различных факторов, оказывающих влияние на процесс биологического разложения углеводо родов, позволило разрабатывать методы и технологии, усиливающие действие природных микроорганизмов и, таким образом, стимулирующие процесс естественной биодеградации углеводородов (методы биоремедиации почв). В некторых работах представлены примеры обобщенных систем численного и физического моделирова ния с целью имитации усиления биодеградации in situ.

Обзор современной литературы позволяет заключить, что при моделировании переноса органических загрязнителей в почвах ключевым и в то же время наименее выясненным звеном является математическое опи сание процесса их биологического разложения. Недостаточную изученность данного вопроса обуславливает сложная природа происходящих при этом явлений, что приводит к большому числу иногда противоречащих друг другу гипотез о характере протекания отдельных процессов жизнедеятельности микроорганизмов. Боль шинство математических моделей биодеградации имеют узкую направленность, описывая частные случаи это го сложного процесса. С другой стороны, известны математические модели транспорта углеводородов в порис тых почвенных средах, максимально полные с точки зрения современных представлений, которые учитывают большое число участвующих в процессе компонент и обменных процессов. Однако подобные модели обладают неоправданно большим числом трудно определяемых параметров.

Анализ существующих подходов к математическому описанию биодеградации органических загрязни телей приводит к выводу о том, что вариант модели принципиально зависит от рассматриваемой ситуации.

При этом ключевыми характеристиками являются тип и концентрация загрязнителя, область загрязнения, физиче ские, агрохимические и биологические параметры среды. Кроме того, следует учитывать и ряд других факто ров, которые могут оказать существенное влияние на биодеградацию и, соответственно, на процесс биореме диации почвы – такие, как температура среды, доступность кислорода к области загрязнения, наличие пита тельных веществ, присутствие в среде конкурирующих видов микроорганизмов, модель их жизнедеятельности и др. Несомненно также, что степень адекватности модели, соответствующей конкретной ситуации, сущест венно повышается при использовании экспериментальных данных, полученных в ходе специально запланиро ванных экспериментов.

Литература 1. Liu L. Biodegradation of organic chemicals in soil/water microcosms system: Model development [Text] / L. Liu, J. A. Tindall, M. J. Friedel, W. Zhang// Water, Air, and Soil Pollution. – 2007. – № 178(1-4). – P. 131-143.

2. Karapanagioti, H. Model coupling intraparticle diffusion/sorption, nonlinear sorption, and biodegradation processes [Text] / H. Karapanagioti, P. Gossard, K. Strevett, R. Kolar, D. Sabatini // Journal of Contaminant Hydrology. – 2001. – № 48. – P. 1– 21.

3. Maurer, M. Formulation of the CBC-model for modelling the contaminants and footprints in natural attenuation of BTEX [Text] / M. Maurer, B. Rittmann // Biodegradation. – 2004. – № 15. – P. 419–434.

УДК: 004.9:631. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ УГЛЕРОДА В КОМПОНЕНТАХ ПОЧВЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ А.А. Почекутов, С.И. Барцев Институт биофизики СО РАН, г.Красноярск E-mail: tdep@ibp.ru Предлагается математическая модель почвенного дыхания и динамики углерода в почвенных блоках в зависимости от основных климатических условий – сезонного хода температуры и влажности.

248   Почва разделяется на стандартные блоки: detritus – легко окис ляемый детрит (опад и его разлагатели);

mobile soil – мобильная почва (подстилка, остатки корней);

resistant soil – устойчивая почва (трудно окисляемый гумус). Время пребывания углерода (обороты в год) в соот ветствующем блоке составляет – 1,8 года, 80 лет, 577 лет. Схема потоков углерода и обозначения констант скоростей реакций приведены на ри сунке (Harvey, 1989).

В математической модели используются эмпирические зависимо сти сезонного хода температуры и осадков от широты и долготы или от широты и кратчайшего расстояния до моря.

Уравнения математической модели представляют собой:

dB dt = NPP (Vt,,, t ) Def (Vt,,, t ) B Схема потоков углерода и обозна dD = 0,87 Def (V,,, t ) B [k (,, t ) + k (,, t ) + k (,, t )]D чения соответствующих констант dt t 1 2 скоростей реакций.

dM = 0,12 Def (V,,, t ) B + k (,, t ) D [k (,, t ) + k (,, t )]M dt t 2 3 dR = 0,01Def (Vt,,, t ) B + k 4 (,, t ) M + k 6 (,, t ) D k 5 (,, t ) R dt, где – широта, – долгота (либо в другом варианте модели – кратчайшее расстояние до моря), t – время, Vt значение температуры начала и завершения вегетации, NPP(Vt,,, t) – чистая первичная продукция биомассы, Def(Vt,,, t) – интенсивность поступления органики в почву в процессе опада, ki(,, t), i=1..6, – скорости пре вращения органики детрита, мобильной почвы или устойчивой почвы в CO2 или другой тип почвенной органи ки (согласно рисунку).

Общий вид эмпирических зависимостей NPP(,, t) и ki(,, t) основан на тех соображениях, что про изводство биомассы и практически всё её разложение и преобразование в почве осуществляется живыми орга низмами, а для организмов характерно некоторое оптимальное значение параметров среды (в том числе темпе ратуры T и влажности w – Topt и wopt) при котором жизнедеятельность организмов происходит с максимальной интенсивностью, и некоторый диапазон параметров среды (в частности, от Tmin до Tmax и от wmin до wmax), вне которого жизнедеятельность этих организмов прекращается. NPP(,, t) и ki(,, t) задаются как произведения двух функций, зависящих от температуры T и от влажности w:

NPP(,, t) = fNPP(T(,, t)) · gNPP (w(,, t)), ki (,, t) = fi(T(,, t)) · gi (w(,, t)), где f(T) и g(w) представляют собой унимодальные функции, такие, что f(Tmin)=0, f(Tmax)=0, g(wmin)=0, g(wmax)=0, при том имеющие максимумы в оптимальных значениях Topt и wopt. Величина wopt в свою очередь яв ляется монотонно растущей (в простейшем случае линейно) функцией от температуры.

Сложность модели приводила к необходимости численного её исследования. В вычислительных экспе риментах рассчитывалась динамика формирования почвы при различных значениях широты и долготы (либо кратчайшего расстояния до моря). Получены, для разных значений долготы (либо кратчайшего расстояния до моря), стационарные поширотные распределения количества углерода в почвенных блоках. Продемонстриро вано удовлетворительное качественное соответствие этих распределений картам почв.

Работа поддержана Интеграционным проектом СО РАН № 50.

Литература 1.Хромов С.П. Метеорология и климатология для географических факультетов. - М., Гидрометеоиздат, 1980. - 455 с.

2. Harvey, L. D. D. 1989. Effect of model structure on the response of terrestrial biosphere models to CO2 and temperature in creases. Global Biogeochemical Cycles 3, 137–153.

УДК: 502. УЧЕТ ПОЧВЕННО-ГЕОХИМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРИ ОЦЕНКЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ К ВОЗДЕЙСТВИЮ АТМОСФЕРНЫХ ПОЛЛЮТАНТОВ И.В. Припутина Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, г.Пущино Московской обл., Россия Е-mail: v_35_6@rambler.ru К важнейшим биосферным функциям почвенного покрова относится регулирование биогеохимических циклов элементов, в том числе, поступающих в окружающую среду в результате антропогенной деятельности.

Физико-химические и биологические свойства почв влияют на интенсивность внутрипочвенного депониро вания поллютантов, их химическую трансформацию или детоксикацию, а также миграцию в сопряженные сре ды. В регионах с различными почвенно-геохимическими условиями последствия от техногенных нагрузок оди накового характера и интенсивности будут проявляться по-разному, определяя разные виды и уровни экологи ческих рисков, что необходимо учитывать при нормировании антропогенных воздействий на экосистемы с це лью предотвращения экологических нарушений и чрезвычайных ситуаций.

  Эти научные подходы в последние 20-25 лет развиваются в рамках методологии критических нагрузок (КН), ориентированной на регулирование техногенной эмиссии атмосферных поллютантов в Европе согласно Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (Convention on LRTAP, 1979). В со ответствии с обязательствами РФ по данной Конвенции, в ИФХиБПП РАН выполняются оценки допустимых уровней поступления в наземные экосистемы Европейской части России (ЕТР) подкисляющих и эвтрофирую щих соединений (S и N), а также тяжелых металлов Pb и Cd (Status Report.., 1995, 1997, 2002;

Priputina et al., 2005). Основные положения методологии КН сформулированы в публикациях, связанных с научным обеспече нием Конвенции (www.icpmapping.org) и в отечественных публикациях (Башкин и др., 1997;

Учватов, Припу тина, 2001;

Семенов, 2002).

Согласно определению (Nilsson, 1986), величина КН характеризует некий пороговый уровень поступле ния поллютанта в экосистему, при котором не происходит необратимых изменений в их функционировании и структуре в долговременной перспективе. При оценке величин КН используются уравнения масс-баланса эле ментов в почвах, соответствующих экосистем, считая, что ежегодное поступление поллютанта с атмосферными выпадениями (сухими и влажными) количественно не должно превышать совокупного действия процессов возможной нейтрализации его соединений, их удаления из экосистем и иммобилизации в нетоксичных для биоты формах при условии сохранения качества компонентов окружающей среды. В зависимости от направ ленности действия загрязняющих веществ, влияние почвенных условий на эти процессы специфично, что и оп ределяет величины КН и их пространственное распределение в пределах ЕТР.

Для расчетов и визуализации величин КН в европейском и национальных масштабах традиционно ис пользуется картографическая модель ЕМЕР (Saltbones, Dovland, 1986). В настоящее время оценки КН для лес ных экосистем ЕТР выполнены с пространственным разрешением 5х5 км, используя специально созданный ГИС-проект в программной среде ArcView. Характеристика базы данных, включающей пространственно распределенную качественную и количественную информацию, представлена в (Priputina, Abramychev, 2007).

Расчеты интенсивности входных параметров масс-баланса элементов выполняются на основе регрессионных моделей, данных мониторинговых наблюдений, экспериментальных данных и экспертных оценок.

Потенциал экосистем в отношении нейтрализации атмосферных поллютантов кислотной направленности действия характеризуется величиной КН кислотности или максимальной серы (КН(Smax)), учитывая преобла дающий вклад в данный вид нагрузки SOx. Параметры КН(Smax) в лесных экосистемах зависят от совокупного пу ла основных катионов, поступающих с атмосферными выпадениями и в результате внутрипочвенного выветрива ния минералов. Полученные данные показывают, что на большей части ЕТР вклад внутрипочвенного выветрива ния катионов выше, чем их атмосферное поступление. Исключение - заболоченные водораздельные леса на тор фяных почвах, где атмосферные осадки, как правило, являются главным источником поступления катионов. Про странственная неоднородность почвенных и ландшафтных условий Европейской части РФ обуславливает широ кий диапазон рассчитанных значений КН кислотности – от менее 200 до 1500 г-экв./га в год и выше, что соответ ствует атмосферному поступлению примерно 2.5-20 кг S/га в год. Низкие значения КН(Smax) характерны для эко систем севера ЕТР, максимальные - в лесостепной и степной зонах, что согласуется с общими представлениями об устойчивости ландшафтов к данному виду техногенных воздействий.

Величины КН питательного азота (КН(Nnut)) являются показателем трофического статуса лесных био ценозов, определяя потребности растительности в азотном питании. Соответственно, полученная картина рас пределения КН(Nnut) на территории ЕТР максимально соответствует существующей природной зональности.

Минимальные значения КН – менее 200 г-экв./га в год характерны для северо-таежных лесов и зоны лесотунд ры, максимальные – 700-1000 г-экв./га в год (или 10-15 кг N/ га) - рассчитаны для высокопродуктивных южно таежных и широколиственных лесов с преобладанием древесных пород и видов напочвенного покрова, требо вательных к азотному питанию.

В связи с токсичностью Pb и Cd для живых организмов, в расчетах величин КН этого класса поллютантов учитывается дифференцированный характер ответных реакций различных реципиентов на высокие уровни со держания ТМ в средах. Помимо санитарно-гигиентических стандартов, ориентированных на безопасность ТМ для человека, в последние годы разрабатываются нормативы качества почв, предупреждающие негативные эффекты воздействия экотоксикантов на почвенную биоту и наземную растительность, экспонирование которых в лесных экосистемах, как правило, происходит через почвенный раствор (Lofts et al., 2004). Экотоксичность ТМ в почвах зависит от их физико-химических свойств (рН, содержания ОВ, гранулометрического состава и др.), определяю щих распределение металлов между твердой и жидкой фазами. Экспериментальные исследования, выполненные для основных зональных типов почв ЕТР, позволили получить уравнения зависимости активности Pb и Cd в поч венном растворе от основных почвенных характеристик (Pampura et al., 2007), которые были использованы нами в оценках КН. Согласно расчетам, КН(Pb) для лесных экосистем ЕТР соответствуют поступлению от 5-10 до 30- г Pb/га в год, при условии соответствия качества почв, грунтовых вод и древесины отечественным стандартам (ПДК и ОДК). Для сравнения, существующие уровни выпадений свинца в фоновых районах ЕТР составляют 5- г Pb/га в год, а в зонах с высокой транспортной и промышленной нагрузкой – более 100 г Pb/га в год (Iljin et al, 2004). Максимальные значения КН(Pb) получены для экосистем средне-таежной подзоны, сформировавшихся на подзолистых почвах легкого гранулометрического состава, где почвенно-геохимические условия определяют ус коренный вынос Pb в результате инфильтрации осадков, способствуя снижению его концентраций в корнеоби таемом слое. В целом, пространственное распределение величин КН(Pb) в пределах ЕТР имеет зональный харак тер. Допустимые параметры поступления техногенных соединений Cd для большей части лесных территорий ЕТР по нашим оценкам должны составлять 3-5 г/га в год, что, учитывая пониженный литогеохимический фон данного 250   элемента на исследуемой территории, представляется вполне обоснованным. Пространственное распределение величин КН Cd на территории Европейской России менее дифференцировано, по сравнению с КН Pb.

Методология КН в настоящее время находит в нашей стране применение в геоэкологических исследова ниях различного уровня, в том числе, при выполнении отраслевых экологических экспертиз проектов строи тельства или модернизации технологических объектов (Башкин и др., 2008) Результаты, представленные в данной работе, получены при выполнении проектов РФФИ № 04-05 64613 и 07-05-00492.

Литература Башкин В.Н., Козлов М.Я., Припутина И.В., Абрамычев А.Ю. Региональная оценка устойчивости экосистем Европей ской части России к атмотехногенным выпадениям серы и азота. Часть I // Проблемы региональной экологии. 1997.

№1. С.57-78.

Башкин В.Н., Припутина И.В. Бухгалтер Э.Б. // Охрана окружающей среды в газовой промышленности. 2008. С.

Семенов М.Ю. Устойчивость экосистем Азиатской части России к кислотным выпадениям. Новосибирск, Наука. 2002.

152 с.

Учватов В.П., Припутина И.В. Региональные аспекты устойчивости экосистем к воздействию техногенных потоков тя желых металлов // Экология и почвы. Избранные лекции X Всероссийской школы. Пущино, ОНТИ ПНЦ РАН. 2001.

С. 145-155.

Convention on LRTAP (1979). Электронный ресурс: http://www.unece.org/env/lrtap/ Iljin I., 2005 Пущинский семинар Lofts, S., Spurgeon, D.J., Svendsen, C. and Tipping, E. (2004) Deriving soil critical limits for Cu, Zn, Cd and Pb: a method based on free ion concentrations', Environ. Sci. Technol. 38 (13), 3623-3631.

Nilsson J. (Ed.) (1986) Critical loads for sulfur and nitrogen. NORD Miljoraport 11, NCM. Copenhagen. 232 pp.

Pampura T., Groenenberg J.E., Lofts S., Priputina I. (2007) Validation of transfer functions predicting Cd and Pb free metal ion activity in soil solution on the base of soil characteristics and reactive metal content // Water, Air and Soil Pollution, Priputina I., Bashkin V., Abramychev A. (2005) Critical loads of Cadmium and Lead: data used for calculating in Russian Fed eration // Slootweg J., Hetteling J.-P., Posch M. (Eds.) Critical loads of Cadmium, Lead and Mercury in Europe. Report 259101015/2005. P.117-119.

Priputina I., Abramychev A. (2007) Report on the new dataset and results of calculating critical loads of air pollutants for forest ecosystems of European Russia // Proceedings of the 7th Subregional meeting on Effect-oriented activities in the countries of Eastern and South-eastern Europe. Baia Mare, Romania, Sept 28-Oct 1, 2006/ Risoprint. Cluj-Napoca. P. 79-90.

Saltbones J., Dovland H. (1986) Emissions of sulphur dioxide in Europe in 1980 and 1983. EMEP/CCE Report 1/86. Norwegian Institute for Air Research, Lillestrom. Norway.

Status report (1995) / Posch M., De Smet P., Hetteling J-P., Downing R. (eds) Calculation and mapping of critical loads in Europe. RIVM. Report 259101004, Bilthoven, the Netherlands. 198 p.

Status report (1997) / Posch M., Hetteling J-P., De Smet P., Downing R. (eds) Calculation and mapping of critical loads in Europe. RIVM. Report 259101007, Bilthoven, the Netherlands. 163 p.

Status Report (2002) / Hetteling, J.P., Posch, M., Iljin, I., De Vries, W. (Eds.) (2002) Preliminary modeling and mapping of criti cal loads for cadmium and lead in Europe. Report 259101011/2002. RIVM, Bilthoven, The Netherlands. P. 105-107.

УДК 631.487: 470. ПОЧВЫ СТЕПНОГО ЗАУРАЛЬЯ И ИХ ИЗМЕНЕНИЕ ПРИ ЗАПОВЕДНОМ РЕЖИМЕ (НА ПРИМЕРЕ ЗАПОВЕДНИКА «АРКАИМ») * В.Е. Приходько Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, г. Пущино Московской обл.

E-mail: valprikhodko@rambler.ru Исследовались почвы музея-заповедника «Аркаим» до введения заповедного режима в 1992 г. и после его введения в 2003 и 2009 гг. Он располагается на Зауральском плато в 400 км от Челябинска у слияния рек Б.

Караганка и Утяганка (52o 40’ N, 59o 34’ E). Заповедник «Аркаим» создан в 1987 г. для сохранения древнего го рода-крепости возрастом 3700 лет (Зданович, 1995). Его площадь составляет 3500 га. Обследовались более разрезов и четыре катены, пересекающих заповедник, общей длиной около 20 км. Почвообразующие породы заповедника отличаются разнообразием (Зайков, 1999). Материнскими породами для почв служат: глины и суглинки неогенового и неоген-четвертичного возраста, мезозойские переотложенные каолиновые коры вывет ривания и элювий палеогеновых массивно-кристаллических пород. Основными почвами заповедника являются черноземы обыкновенные, часто встречаются лугово-черноземные почвы и солонцы (Иванов, Манахов, 1999).

Методы исследования. Общие свойства почв определялись (Аринушкина, 1970), состав гумуса - по И.В. Тюрину (Орлов, Гришина, 1981), активность каталазы (Галстян, 1974), органическое вещество легких фракций плотностью 1,8 г/см3 (Борисов и др., 2004), дыхание и микробная биомасса в трехкратной повторно сти (Anderson, Domsch, 1978).

Растительность. Среди естественной растительности преобладают разнотравно-ковыльно-типчаковые сообщества (Ермолаев, 1999). Средние части склонов, занимающие большую часть изученной территории, нахо дятся под кустарничковыми ассоциациями карагана и спиреи. Леса сохранились в западинах, по перегибам хол мов и составляют 1% территории. Полынные ассоциации преобладают на засоленных, солонцеватых почвах. Вы ходы горных пород характеризуются наличием растительности каменистых степей. Богата и разнообразна при                                                              *  Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ 09-05-92106-Яф-а и заповедника «Аркаим».    речная и пойменная флора. На заболоченных участках растут осоки, вейник и ивняк. Растительность заповедника подвергалась дигрессии в результате интенсивного перевыпаса. Ровные пространства исследуемой территории распахивались. В 1991 г. часть пашни засеяна костром безостым или эспарцетом, часть - заросла сорняками.

На бывших пастбищах после 18 лет заповедного режима на крутых склонах увеличилось проективное покрытие, но сохраняются полынно-разнотравные биоценозы;

на пологих склонах восстановилась природная ковылко-ковыльно-разнотравная растительная ассоциация. На сеяных лугах без ухода в первый период посе ляются одно- и двухлетние сорные растения. Затем они заменяются корневищными и дерновинными злаками.

Видовой состав 10-12-летних сеяных лугов насчитывал до 64 видов растений, проективное покрытие составля ло 85-100%. На 18-летнем эспарцетовом лугу преобладают многолетники (70%), его видовой состав близок к естественной растительности, а проективное покрытие – ниже (Ермолаев, 1999). Восстановление ценозов по лей, незасеянных многолетними травами, происходит медленнее.

На залежных черноземах часто встречаются поселения сусликов и муравейники. На этих участках отме чаются выбросы на поверхность большого количества материала нижних почвенных горизонтов, что приводит к уменьшению содержание гумуса.

Содержание и состав гумуса. Содержание гумуса в верхнем слое глинистых и суглинистых обыкновен ных черноземов на пашне составляло 4,3-5,6%, на пастбище оно на 1% выше. Количество гумуса резко убывает до 0,7-1,0% в горизонте B. Запасы гумуса увеличивается в ряду почв: неполноразвитые черноземы – солонцы обыкновенные черноземы – аллювиальные и луговые почвы. Органическое вещество черноземов характеризу ется высокой степенью гумификации (до 44%), его состав гуматный или фульватно-гуматный (Сгк/Сфк 1,1 2,8). Меньшее значение этого показателя отмечается в солонцеватых черноземах. Среди гумусовых кислот до минирует вторая фракция.


Черноземы, сформированные на мезозойской каолиновой коре выветривания, по сравнению с развитыми на гидрослюдисто-монтмориллонитовых четвертичных суглинках имеют более укороченный профиль, слабую оструктуренность, меньшие запасы гумуса и гумусовых кислот, связанных с кальцием, и большее содержание его лабильной фракции.

В результате 18 лет заповедного режима в бывших пахотных черноземах образовались слой подстилки и дерновый горизонт мощностью 3-5 см. Мощная подстилка на поверхности почв затрудняет возобновление рас тительности весной. Для улучшения ее возобновления в заповеднике производится сенокошение, иногда раз решается пастьба скота.

Увеличение содержания органического вещества после 18 лет заповедного режима больше в черноземах 0.4-0.95% (17-35% от С общ.) по сравнению с лугово-черноземными почвами – 0.2-0.55% (6-11 от С общ.);

так же прирост гумуса выше в почвах бывших пастбищ по сравнению с бывшими пашнями. Выявлено, что сохра няются значительные различия в содержании углерода между почвами, ранее используемыми как пашня и па стбище. В заповедном режиме прибавка углерода в большей степени зависит от типа почв и их использования и в меньшей степени - от почвообразующих пород.

За 12 лет заповедного режима в большинстве почв заповедника наблюдается увеличение содержания ГК2 и ФК2, выраженное в процентах от массы почв. Это не всегда отмечается при расчете их содержания в процентах от С общ., так как прирост первой фракции опережает приращение второй фракции гумуса при от сутствии антропогенной нагрузки на почвы. За 12 лет заповедных условий в составе органического вещества количество лабильной фракции, экстрагируемой 0,1 Н раствором NaOH, возросло с 0,2-0,4% до 0,4-0,7% к мас се почв или с 7-11% до 12-20% от С общ. Увеличение количества углерода лабильной фракции больше в быв ших пахотных почвах по сравнению с бывшими почвами пастбищ. Содержание углерода лабильной фракции в количестве 0,3% к массе почв считается оптимальным для пахотных почв (Кершенс, 1992).

Каталазная активность почв изучалась после 12 лет заповедного режима. Каталаза играет важную роль в процессах превращения вещества и энергии почв, в частности способствует переработке свежего органиче ского вещества. В почвах бывших пастбищ активность каталазы выше, чем в почвах бывшей пашни. В запо веднике улучшилась среда обитания биоты, увеличилась продуктивность растений и поступление раститель ных остатков в почву. Это способствует возрастанию активности каталазы.

Легкая фракция органического вещества после 12 лет заповедного режима составляет в исследованных почвах 0,6-2,2% углерода к массе почв или 16-37% от С общ. Согласно предложенной шкале диагностики де градации, почвы находятся в хорошем состоянии при содержании углерода легкой фракции более 25% от С общ. (Ганжара и др., 2002). Часть почв заповедника «Аркаим» за 12 лет заповедного режима достигли опти мального содержания легкой фракции. Почвам бывших пахотных участков требуется более длительное время для реабилитации своего состояния. Отмечается высокий коэффициент корреляции (52-69%) между Собщ. и уровнем каталазной активности, количеством легкой и лабильной фракций органического вещества почв.

Лабильная и легкая фракции являются легко трансформируемым органическим веществом. В лабильную фракцию входят компоненты новообразованного органического вещества, а также вещества, появившиеся в ре зультате деструкции устойчивых гумусовых кислот (Травникова, 2002). Согласно обобщенным данным ла бильные гуминовые кислоты имеют следующий элементный состав (атомные %): С 36, Н 41, N~ 3,4, О 20 и от ношение С/N равно 11 (Когут, 2003). Лабильные фульвокислоты по сравнению с лабильными гуминовыми ки слоты содержат меньшее количество С и N, большее количество – О, у них выше отношение С/N. Возраст ла бильного гумуса меньше, чем фракции гумуса, связанной с кальцием (Чичагова, 1985).

Органическое вещество легких фракций находится в свободном состоянии и химически не связано с глинистыми минералами (Травникова, 2002). Оно состоит преимущественно из легкоразлагаемых раститель ных, животных и микробных остатков c различной степенью минерализации, а также из углеподобных частиц 252   и высоко молекулярных гумусовых соединений с преобладанием ароматической части в их структуре (Guggen berger et al. 1995). Легкая фракция пахотных почв разных типов характеризуется следующим элементным со ставом (атомные %): С 38, Н 37, N~ 2, О 23 и отношением С/N - 21 (Когут, 2003). Лабильная и легкая фракции органического вещества преимущественно обусловливают ферментативную активность почв, жизнедеятель ность микробов и оказывают разрыхляющее влияние на почвенный материал (Guggenberger et al. 1995).

Дыхание и биомасса микроорганизмов определялись в почвах после 18 лет заповедного режима. Вели чина базального дыхания максимальна у серых лесных почв и минимальна у бывших пахотных черноземов по сле 18 лет функционирования экосистем без антропогенной нагрузки. Биомасса почвенных микроорганизмов и величина гетеротрофного дыхания (субстрат индуцированного дыхания) характеризуются наибольшими вели чинами в черноземно-луговых почвах и наименьшими размерами в бывших пахотных черноземах после 18 лет заповедного режима.

Почвы бывших пастбищ различаются от бывших пахотных почв большей величиной микробной био массы и большей скоростью эмиссии СО2 и гетеротрофного дыхания. Почвы, развитые на каолиновой коре вы ветривания, по сравнению с почвами на лессах гидрослюдисто-монтмориллонитового состава, характеризуют ся меньшими величинами эмиссии СО2, гетеротрофного дыхания и биомассы почвенных микроорганизмов.

Заключение Проведено исследование состояния органического вещества почв до введения заповедного режима и в различные периоды их восстановления. Почвы заповедника «Аркаим» типичны для Зауральского плато. Поч вообразующие породы заповедника отличаются разнообразием. Черноземы Зауралья в отличие от европейских характеризуются меньшими мощностью профиля и запасом гумуса, большей распространенностью засоленно сти и солонцеватости, что объясняется особенностями материнских пород, рельефа и климата. В верхнем слое многих почв заповедника содержится близкое количество гумуса, по его запасам разница между почвами более значительна. Показаны различия органического вещества в почвах, развитых на разных породах. Черноземы под пастбищами отличались от пахотных аналогов обогащенностью гумусом и его лабильной фракцией (28 40% от С общ).

После 18 лет заповедного режима на склонах бывших пастбищ, занятых солонцеватыми черноземами и солонцами, и на бывших пойменных сенокосах отмечается увеличение проективного покрытия и сильное за растание кустарниками, а на черноземах между лесными полосами – вязом и березой. На лугах, засеянных мно голетними травами, восстановление естественных ценозов происходит быстрее, чем на стихийных залежах.

За 12-18 лет при отсутствии антропогенной нагрузки во всех исследуемых почвах увеличилось содержа ние гумуса и его легко трансформируемой части – лабильной и легкой фракций, возросли активность каталазы.

После 18 лет заповедного режима почвы бывших пастбищ различаются от бывших пахотных почв большей микробной биомассой и скоростью эмиссии СО2 и гетеротрофного дыхания. Почвы, развитые на каолиновой коре выветривания, по сравнению с почвами на лессах гидрослюдисто-монтмориллонитового состава, характе ризуются меньшими величинами эмиссии СО2, гетеротрофного дыхания и биомассы почвенных микроорга низмов.

Изменение разных форм органического вещества в заповедном режиме зависит от типа почв, их состоя ния, предыдущего использования и возраста залежи. Многим почвам заповедника требуется длительное время для реабилитации своего состояния.

УДК 631.487: 470. ЭВОЛЮЦИЯ ЧЕРНОЗЕМОВ ЗАУРАЛЬЯ * В.Е. Приходько 1, И.В. Иванов 1, Д.В. Манахов - Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, Пущино Московской обл.

E-mail: valprikhodko@rambler.ru - Факультет почвоведения, МГУ им. Ломоносова, Россия e-mail: demian2@yandex.ru На юге Челябинской области в конце 1980 годов найдено укрепленное городище Бронзового века, на званное «Аркаим», вокруг него создан в 1992 г. заповедник с таким же названием. На территории, протянув шейся вдоль Уральских гор, найдено множество археологических памятников. Это свидетельствует о сущест вовании здесь древней цивилизации «Страны Городов» c высоким уровнем развития (Зданович, Батанина, 2003).

Объектами исследования были палеопочвы, погребенные под стенами-валами и курганами в Бредин ском районе Челябинской области. Изученные памятники расположены на останцах озерно-аллювиальной по верхности или на надпойменной террасе долин рек и занимают почти полностью эти поверхности. Исследова лись палеопочвы следующих памятников (52o С, 58-60o Е):

1) городища Аркаим под внутренним и внешним стенами-валами, расположенного у слияния рек Б. Ка раганка и Утяганка;

сооруженного 3700 л. н.;

2) четырех курганов, сооруженных 3900, 3500, 3000, 2300 л. н. около с. Александровска в долине рек Б.

Караганка;

расположенного в 1.5 км от заповедника «Аркаим»;

                                                             *  Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ 09-05-92106-Яф-а.    3) большого Синташтинского кургана, локализирующегося в 4 км от п. Рымницкий на 1й надпойменной террасе р. Синташта. Археологами он датируется рубежом III-II – первой третью II тыс. до н.э. Курган раска пывался в 1971-76 гг. (Генинг и др., 1992). От раскопок остались две бровки.


Методы исследования. Свойства почв определялись (Аринушкина, 1970), дыхание и микробная био масса почв в трехкратной повторности - (Anderson, Domsch, 1978). Радиоуглеродное датирование гумуса верх него 0-5 см слоя палеопочв проведено в Киевской радиоуглеродной лаборатории НАН Украины (рук. Ковалюх Н.Н.). При радиоуглеродном датировании гумуса палеопочв использовался подход (Чичагова, 1985;

Александ ровский и др., 1996). Согласно этому методу возраста гумуса слоя 0-5 см черноземов колеблется от 300 до радиоуглеродных лет. Таким образом, возраст гумуса палеопочвы равен радиоуглеродному возрасту, опреде ленному с помощью анализа 14C минус 500 лет.

Аркаим Высота земляных стен-валов городища была 0.7 и 1.4 м, в настоящее время она уменьшилась. Мощность гумусового горизонта (А+АВ) у палеопочв (32±4) немного меньше, чем у фоновых современных почв (37±4).

Морфология и расположение гумусовых языков в профиле этих почв не различаются. Гумусированность про филя (реконструированное содержание C общ. 2,88±0,33) у палеопочв меньше, чем у современных почв (3,04±0,38). Солонцеватость сильнее выражена у палеопочв и сопровождается более высоким залеганием гипса и легкорастворимых солей. Мощность карбонатного профиля у древних почв и фоновых современных аналогов блики. Формы карбонатных новообразований: пятна, редкая белоглазка, точки, пропитка почвенного материала одинаковые у древних и фоновых почв. В настоящее время уровень грунтовых вод залегает на глубине около 4 м.

Фоновые современные почвы определяются как обыкновенный чернозем слабосолонцеватый маломощ ный легкосуглинистый с реликтами недавней кратковременной стадии близкого залегания грунтовых вод и бо лее древней криогенной стадией почвообразования. Палеопочвы характеризуются как чернозем обыкновенный маломощный сильно- и среднесолонцеватый легкосуглинистый.

с. Александровка.

Близкие характеристики свойств получены при изучении палеопочв кургана, сооруженного 3900 л.н.

около с. Александровка (Иванов, Чернянский, 1996). Выявлено, что 3900 лет назад мощность гумусового гори зонта и содержание гумуса в верхнем горизонте почв были немного меньшими, чем у современных почв (на 0.8-1% и на 5 см). Они содержали небольшое количество СаСО3. Профиль промыт от легкорастворимых солей.

Палеопочва диагностируется как чернозем обыкновенный маломощный.

Палеопочва, погребенная 3500 л н., имеет меньшую мощность, чем более древняя, вскипание от НСl наблюдается в интервале 17-70 см. Гумусовые языки контрастные, узкие, расстояние между ними составляет см. На отдельных участках профиля встречаются более бледные языки, сформировавшиеся в предыдущую эпо ху. Гумусированность горизонта А1 возрастает на 1.2% по сравнению с почвой, погребенной 3900 л.н., вероят но, за счет уменьшения его мощности в результате растрескивания, сосредоточения корней и распределения продуктов гумификации в меньшем объеме почвенной массы. Количество СаСО3 в гор. ВСса составляет 10,2%, его новообразования – пятна и пропитка. Почва не засолена. В гор. АВ имеются морфологические признаки слабой солонцеватости. Рассматриваемая почва отличается от предыдущей меньшей мощностью гор. А1, более высокими вскипанием от НСl, залеганием новообразований карбонатов и содержанием СаСО3, лучшей выра женностью карбонатного аккумулятивного горизонта, усилением полигональности, большей частотой распро странения языков, и уменьшением глубины их проникновения. Поскольку все эти изменения происходят в од нородном литологическом профиле, мезо- микро- геоморфологическом фоне и в едином хроноряду почв, мож но считать, что эта почва в эволюционном отношении и по происходившим в ней процессам занимает погра ничное классификационное положение между черноземами обыкновенными и южными.

Почва под курганом, сооруженным 3000 л н. генетически аналогична почве погребенной 3.5 т.л.н., но большая ее гумусированность в гор. АО и А1 и большая мощность этих горизонтов свидетельствуют о том, что она формировалась в несколько лучших условиях увлажнения.

Почва эпохи 2.3-2.2 тыс. л. н. отличается от других подкурганных почв памятника у с. Александровка более высоким вскипанием от НСl с 15 см, большей мощностью карбонатного горизонта - 93 см, средним со держанием СаСО3 в слое 0-1 м (6.2%). Формы выделения карбонатов – пропитка. Карбонатные корочки име ются на верхней и нижней сторонах щебня. Значительно резче выражена языковатость. Языки расположены ближе друг к другу через 10 см, глубина их проникновения меньше (до 40 см), хотя встречаются бледные более протяженные языки. По сравнению с остальными почвами хроноряда в этой почве наиболее резко выражены морфологические признаки солонцеватости. Реконструированное содержание гумуса в горизонте АО+А1 равно 8.2%, в горизонте А1 – 7.2%.

Такие противоречивые особенности почвы – сочетание аридных и более гумидных черт в одном профи ле можно объяснить тем, что эти черты сформировались неодновременно. Высокая гумусированность возникла раньше аридных черт на 1-2 столетия. Гумус не успел минерализоваться, придти в соответствие с наступивши ми более аридными условиями. Почву по совокупности свойств можно оценить как чернозем обыкновенный переходный к южному.

Синташта Высота Синташтинского кургана составляла 4,5 м, диаметр - 95 м. Необычным для этого кургана являет ся наличие горизонтального слоя мощностью 40 см, сооруженного на поверхности палеопочвы. Это была сво его рода "ступенька", поверх которой создавались различные слои насыпи. Насыпь имеет сложную конструк цию и состоит из слоев почвы, песка, древесины и коры. В исследованных палеопочвах на глубине 1-1,2 м зале гает слой сцементированного песчаника (мезо-кайнозойский фундамент).

254   Морфология и свойства почв по периферии кургана и внутри него различаются. Определение возраста палеопочвы радиоуглеродным методом показало, что почва в центральной части кургана старше, чем на его периферии на 600-900±90 лет по некалиброванным датам или на 820-1200±220 калиброванных радиоуглерод ных лет (с достоверностью 2). Древняя почва (13±2 см) по сравнению с менее древней (24±5 см) характеризу ется меньшей мощностью горизонта А1 и гумусового профиля (А+АВ) - 26±5 см и 41±8 см, соответственно, худшей оструктуренностью, более выраженными гумусовыми языками и признаками переувлажнения в виде марганцевых новообразований в поверхностных горизонтах и наличия голубоватых и ржаво-коричневых от тенков в материале на дне профиля. О том, что более древняя почва формировалась при повышенном гифро морфизма также свидетельствует высокое содержание водных организмов: диатомовых водорослей и спикул губок (Хохлова и др., 2008).

У менее древней почвы исчезают признаки переувлажнения в верхних горизонтах, они остаются только в нижних слоях. Почва, залегающая по периферии кургана, содержит больше гумуса, чем более в центре. В ее профиле гумусовые языки менее выражены и имеют закругленное основание.

Карбонатный профиль разновозрастных палеопочв и современных фоновых почв начинается на глубине 28-50 см и его мощность колеблется от 20 см до 60 см. Средневзвешенное содержание СаСО3 в слое 0-1 м уве личивается в ряду древняя - менее древняя палеопочва - фоновая почва и составляет 2.9, 3.6 и 5.4 %,. соответст венно. Формы карбонатных новообразований CaCO3: пятна, белоглазка, пропитка.

Мощность гумусового горизонта фоновых почв и менее древней палеопочвы близка. Фоновая почва со держит больше гумуса, чем реконструированное содержание гумуса в палеопочвах. Фоновая почва и более мо лодая палеопочва являются черноземно-луговой остепняющейся, более древняя палеопочва - черноземно луговая с признаками переувлажения.

Разница в возрасте палеопочв под курганом может быть объяснена или двумя фазами сооружения насы пи памятника, или расплыванием границ кургана после его строительства.

Палеоклиматические условия времени формирования более древней палеопочвы (в центре кургана) ха рактеризовались контрастностью – происходило чередование влажных и резко аридных периодов. Аридные интервалы были выражены более четко, чем сейчас. Более молодая палеопочва, погребенная на концах кургана, и фоновая почва формировались похожих условиях климата.

Почвенное дыхание и микробная биомасса. В исследованных палеопочвах базальное дыхание состав ляет 0.05-0.14 мкг • г-1 • час-1 С-СО2, это в 3-5 раз меньше, чем в фоновых почвах. Гетеротрофное дыхание па леопочв достигает 0.3-0.8 мкг • г-1 • час-1 С-СО2, а в современных почвах оно выше в 5-15 раз. Микробная био массы обнаружена во всех исследованных погребенных палеопочвах. Ее величина колеблется от 29 до 67 мг C/100 г., что в 10-24 раз меньше чем в фоновых дневных почвах. Наибольшие показатели почвенного дыхания и микробной биомассы среди ископаемых почв отмечаются у менее древней палеопочвы Синташтинского кур гана. Исследование 100 степных почв России, погребенных 1-5 т. л. н., показали, что в них сохраняются мик робные сообщества, которые существовали во время строительства археологических памятников (Благодатская др., 2003;

Хомутова и др., 2004).

Заключение Эволюция черноземов Зауралья в голоцене, как и в степях Восточной Европы, была мезо-ксероморфной слабоконтрастной. Заметных сдвигов почвенных зон не происходило. Причинами слабой контрастности эво люции почв Зауралья могут быть большая абсолютная высота поверхности (310-450 м), низкие летние темпера туры и более слабое проявление аридизации. Кроме того, исследованные почвы, менее сенсорны к климатиче ским изменениям благодаря более легкому гранулометрическому составу и близкому подстиланию песками.

Впервые для палеопочв Зауралья охарактеризовано базальное и гетеротрофное почвенное дыхание и величина микробной биомассы.

УДК 631. ПОЛИГЕНЕТИЧНЫЕ БУРОЗЕМЫ ЮГА ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА Б.Ф. Пшеничников1, Е.Ю. Милановский2, Н.Ф. Пшеничникова Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток Е-mail:bobf@bio.dvgu.ru Московский государственный университет, г. Москва Е-mail:eum@ps.msu.ru Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, г. Владивосток E-mail: n.f.p@mail.ru Исследования буроземов Дальнего Востока (ДВ) свидетельствуют о том, что реликтовые процессы поч вообразования не только обуславливают своеобразие их физико-химических показателей [1, 3], но и лежат в основе формирования полигенетичных буроземов (ПБ) [2]. В настоящей работе рассматриваются условия фор мирования, морфологическое строение и свойства ПБ, впервые выделенных нами на территории юга ДВ.

Объект и методы исследования. Объектом исследований являются полигенетичные буроземы Примор ского края, развитые на полуострове Муравьева-Амурского. Полуостров расположен в южной части Приморья.

Он простирается с северо-востока на юго-запад. Его размеры: длина – около 40 км, ширина – около 20 км. С вос тока полуостров омывается водами Уссурийского залива, с запада – Амурского, а с юга – залива Петра Великого.

Климат полуострова характеризуется как муссонный, влажный (годовое количество осадков варьирует от 700 до 800 мм). Для него характерен низкогорный характер рельефа с абсолютными высотами 150-400 м над уровнем моря и крутизной склонов от 3-5 до 20-25°. На большей части полуострова распространены вторичные дубовые   леса, под которыми развиты буроземы и буроземы темные. Наряду с названными буроземами в ходе проведенных в 2009-2010гг почвенных исследований на восточном, западном и южном побережьях полуострова были выявле ны ПБ, которые и являются предметом нашего рассмотрения. При их изучении были использованы сравнительно географический, профильно-генетический и аналитический методы.

Результаты и их обсуждение. Полигенетичные буроземы южного (разрез 5-09) и западного (разрез 7 09) побережий полуострова сформированы на делювии габбро-диоритов под вторичными дубовыми и грабо выми лесами соответственно, а полигенетичные буроземы восточного побережья (разрез 3-09) – на делювии туфобрекчий под вырубкой дубового леса, пройденной пожаром. Профиль полигенетичных буроземов полу острова Муравьева-Амурского включает два элементарных почвенных профиля (ЭПП): верхний – современ ный и нижний – погребенный. Это иллюстрируется морфологическим строением ПБ западного побережья по луострова.

Разрез 7-09 заложен в 15 м восточнее трассы Владивосток-Хабаровск, в 1375 м северо-восточнее фабри ки «Заря». Рельеф: отроги хребта Сихотэ-Алинь, склон северной экспозиции крутизной 13°;

микрорельеф буг ристо-ямчатый. Растительность: лес из граба, липы, ольхи, клена;

в подросте – дуб, ольха;

кустарниковый ярус представлен лещиной;

травяной ярус слабо развит. Увлажнение атмосферное.

O 0-4 см. Подстилка представлена слаборазложившимся опадом древесных и травянистых растений, пе реход резкий.

Физико-химические свойства буроземов Мг-экв на 100 г почвы Степень насыщен Гумус по Тюрину, Гигроскопическая Содержание ности основания Глубина взятия фракций, мм рН Глубина, см образца, см Гидролитиче Обменные катионы Горизонт ская кислот влага, % (%) № раз ми, % ность % реза по Соколо по Гедройцу 0,001 0, Н2О KCl ву Al+3 H+ H+ Ca++ Mg++ Восточное побережье полуострова Муравьева-Амурского, бурозем полигенетичный пирогенезированный не не не не не не не не не не не не не Opir 0-3 0- опр. опр. опр. опр. опр. опр. опр. опр. опр. опр. опр. опр. опр.

20 ВM 3-36 2,39 1,95 5,44 3,91 8,58 1,29 0,01 2,17 6,06 4,44 55 8,20 45, 45 ВM[АY] 36-62 2,99 4,88 5,44 4,00 11,03 0,79 0,01 3,29 9,05 3,02 52 8,52 54, 65 [АY] 3-09 62-75 2,68 6,63 5,27 3,77 16,63 2,02 0,02 7,73 7,01 2,00 35 8,83 55, 75 [АYВM] 75-85 2,19 2,60 5,46 3,94 10,50 1,69 0,01 3,65 11,95 7,96 66 8,93 51, 95 [ВM] 85-127 3,40 1,79 5,70 3,74 5,43 0,60 0,02 0,82 11,25 6,64 77 5,90 39, 127- 140 [ВMС] 2,93 1,07 5,94 3,74 4,55 0,47 0,01 0,82 13,60 7,55 82 6,08 34, 170 Южное побережье полуострова Муравьева-Амурского, бурозем полигенетичный АY 4-18 5-15 5,39 13,43 6,11 5,09 6,30 0,03 0,04 0,42 37,67 9,05 88 5,95 37, 18 ВM 18-26 5,42 2,96 6,12 4,02 5,60 0,10 0,10 0,63 32,70 14,85 90 10,65 49, 30 ВM[АY] 26-43 4,97 2,05 6,15 4,06 5,25 0,07 0,08 1,24 33,38 10,43 89 11,13 54, 45 ВM[АY] 43-55 4,64 3,24 6,19 4,16 4,90 0,04 0,06 0,82 30,28 8,35 89 11,95 62, 5-09 60 [АY] 55-71 4,25 11,41 6,24 5,00 5,43 0,02 0,02 0,62 33,16 10,36 89 8,98 57, 75 [ВM] 71-93 3,17 2,34 6,08 4,25 5,78 0,14 0,02 1,23 17,89 10,92 83 12,48 63, 110 [ВMС] 93-143 5,88 1,35 6,20 3,93 4,38 0,20 0,06 0,63 36,65 16,28 92 10,34 45, Западное побережье полуострова Муравьева-Амурского, бурозем полигенетичный 4 АY 6-16 4,98 15,29 6,84 6,12 3,15 0,01 0,01 0,21 43,65 10,15 95 5,39 44, 20(23) 20(23)- 35 ВM 3,69 1,24 5,59 4,23 7,18 0,22 0,02 0,90 16,55 9,73 77 10,3 66, 52 53 [АY] 7-09 52-64 2,31 14,72 5,64 4,40 7,35 0,09 0,01 0,41 11,39 4,74 69 9,41 69, 75 [ВM] 64-98 1,86 1,17 5,60 4,06 5,95 0,51 0,01 0,40 6,33 3,56 62 9,57 60, 110 [ВMС] 98-132 4,36 0,66 5,91 3,84 5,95 0,62 0,02 0,39 23,56 10,79 85 9,18 53, 256   АY 4-20(23) см. Неоднородный по цвету: на светло-сером фоне выделяются участки буровато-серого цвета, влажный, мелкокомковато-порошисто-зернистый, рыхлый, тяжелосуглинистый, густо пронизан корнями диаметром 1-6 мм, включения частичек древесного угля, обломков породы (7-10% от объема), переход резкий.

ВM 20(23)-52 см. Серый, при подсыхании белесовато-серый, свежий, мелкокомковатый, тяжелосуглини стый, обломки почвообразующих пород (60-65% от объема) размером от 6-10 до 15-17см, включения частичек древесного угля, переход резкий.

[АY] 52-64 см. Неоднородный по цвету: на светло-сером фоне выделяются темные пятна, свежий, рых лый, мелкокомковато-порошистый, тяжелосуглинистый, редкие обломки почвообразующих пород размером от 1 до 2 см, включения частичек древесного угля, отдельные мелкие корни, переход ясный.

[ВM] 64-98 см. Серовато-бурый, влажный, уплотнен, мелкоореховато-зернистый, тяжелосуглинистый, скелетный, обломки породы размером от 1-3 см до 15-17 см составляют 75% от объема, включения частичек древесного угля, переход постепенный.

[ВMС] 98-132 см. Желтовато-бурый, влажный, уплотнен, мелкокомковато-зернистый, глинистый, силь носкелетный, размер обломков от 3-5 см до 20-23 см.

Отдельные химические показатели современного и погребенного ЭПП в рассматриваемых почвах суще ственно не различаются (табл.). Так, содержание гумуса в горизонте АY разреза 5-09 составляет 13,4%, а в го ризонте [АY] 11,4%;

в соответствующих горизонтах разреза 7-09 – 15,3 и 14,7%. Аналогичная закономер ность отмечается и в структурно-метаморфических горизонтах ВM и [ВM] разреза 5-09. В них содержание гу муса соответствует 2,9 и 2,3%. Профильная дифференциация других химических показателей неоднозначна. В ПБ южного побережья полуострова актуальная кислотность, как в современном, так и в погребенном гумусо вых горизонтах, характеризуется как слабокислая, а в ПБ на западном побережье полуострова в современном гумусовом горизонте она – нейтральная, тогда так в погребенном горизонте она – слабокислая. Для этих почв характерны и более существенные различия в содержании обменных кальция и магния в горизонтах: АY – 43,6, а в [АY] - 11,4 мг-экв на 100 г почвы, что, видимо, связано со своеобразием биологического круговорота в со временных условиях. Профильная дифференциация физической глины и илистой фракции в рассматриваемых ПБ также не однозначна. Так в буроземах на южном побережье полуострова четко выражен элюво иллювиальный характер распределения фракций физической глины и ила, как в современном, так и погребен ном ЭПП, а в буроземах западного побережья такая картина наблюдается только в современном ЭПП. В буро земах на восточном побережье полуострова отмечается бльшая степень оглинивания современного ЭПП по сравнению с погребенным ЭПП. В погребенном ЭПП повышенная оглиненность приурочена к аккумулятивно гумусовому горизонту.

Заключение. Мощность аккумулятивно-гумусовых и структурно-метаморфических горизонтов в со временных и погребенных ЭПП исследуемых буроземов не обнаруживает сколь-либо существенных различий.

Наряду с этим отмечается значительное сходство в профильной динамике физико-химических показателей со временных и погребенных буроземов. Это свидетельствует о том, что их формирование протекало в очень сходных условиях. В ПБ, развитых на восточном побережье, наблюдается развитие современных пирогенно эрозионных процессов, вызывающих разрушение аккумулятивно-гумусового горизонта в современном ЭПП.

Для более полного суждения о генезисе рассматриваемых полигенетичных буроземов полуострова Муравьева Амурского необходимо дальнейшее их изучение, включающее проведение палинологических исследований и определение возраста погребенных гумусовых горизонтов.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ по проектам № 09-04-00923, № 09-05-00003 и гранта Президиума ДВО № 09-III-A-09-510.

Литература 1. Пшеничников Б.Ф., Пшеничникова Н.Ф. Генезис и эволюция приокеанических буроземов. Владивосток: Изд-во Даль невост. ун-та, 2002, 202 с.

2. Пшеничников Б.Ф. Роль реликтовых и современных процессов почвообразования в формировании почв заповедных и сопредельных с ними территорий Приморья // Материалы VII Дальневосточной конференции по заповедному делу.

Биробиджан: ИКАРП ДВО РАН, 2005. С. 223-226.

3. Пшеничников Б.Ф., Шеин Е.В., Милановский Е.Ю., Пшеничникова Н.Ф. Особенности формирования и эволюции бу роземов приокеанической части юга Дальнего Востока // Материалы V национальной конференции с международным участием «Эволюция почвенного покрова: история идей и методы, голоценовая эволюция, прогнозы». М., 2009. С.

209-211.



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.