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 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 15 |

«ЭКОЛОГИЯ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ ЭРБ – 2007 IV МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ 28-30 сентября 2007 года ...»

-- [ Страница 3 ] --

Органический сельскохозяйственный комплекс и каждый его объект должны вписываться в элементы природной среды Севанского бассейна.

Этому правилу полностью соответствуют небольшие хозяйства, в которых исключается высокая концентрация вещества и энергии, агрокультур и животных на территории горного ландшафта.

Применение малых источников энергии (ветровая, водная, биогаз) и их расположение вблизи от потребителя позволяет обеспечить энергоснаб жение с минимальными негативными последствиями для окружающей среды.

Для оценки практических возможностей совершенствования сельско хозяйственного производства нами проводится внедрение структуры энергопотребления каждого, взятого в отдельности органического фермерского хозяйства при производстве определенной продукции, как животноводства, так и растениеводства.

Органические хозяйства конкурентноспособны и предусматривают производство безопасной пищи для сегодняшнего и последующих поколе ний, что сводит к минимуму возможность возникновения побочных отрицательных явлений как для здоровья человека, так и для окружающей среды Севанского бассейна. Органические хозяйства включают в себя все агросистемы и основаны: а) на севообороте;

б) реализации (утилизации) органических отходов хозяйств с образованием биогаза;

в) биологических и других нехимических видов борьбы с вредителями и болезнями сельско хозяйственных культур;

г) производстве экологически чистых кормов для животноводства.

Основой природного экологического баланса высокогорного ланд шафта вокруг озера Севан является гармоническое соотношение животно водства и растениеводства. Животноводство предусматривает уход за скотом и заготовку фуража, правильное зоотехническое и ветеринарное обслуживание. Хозяйство должно по возможности обеспечить себя кор мами для животных, утилизацию отходов, то есть, должно иметь макси мальную специализацию.

СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ Б АССЕЙН К АК ФУНД АМЕНТ АЛЬН АЯ БИОСФ ЕРН АЯ ГЕОСИ СТ ЕМА Севанский бассейн расположен в Гегаркуникской области и имеет районов: Гавар, Мартуни, Варденис, Красносельск, Севан. Для перехода на органическое хозяйство необходимы значительные изменения в системе управления хозяйством, на что предусмотрено около 10 лет. Работы начаты в 2005 г. Уже получены первые положительные результаты.

Таким образом, осуществляемый научно-производственный план по переводу сельскохозяйственной индустрии Севанского бассейна на органи ческое земледелие и животноводство с организацией органических объеди ненных фермерских хозяйств будет способствовать:

сохранению, рациональному использованию и воспроизводству агроэкосистем бассейна озера Севан посредством организации орга нического земледелия;

организации производства экологически чистых сельскохозяйст венных продуктов как основы решения социально-экономических проблем населения Севанского бассейна;

обеспечению охраны чистоты водных ресурсов озера от загряз нения нитратами, пестицидами, минеральными удобрениями.

ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛАНДШАФТОВ ВЕРХНЕ-МОСКВОРЕЦКОГО РЕЧНОГО БАССЕЙНА М.А. Хрусталева МГУ им. М. В.Ломоносова, Москва The environmental-geochemical investigations were performed in recent hydromorphic landscapes being the final member of the geochemical catena in the catchment area of the upper reaches of the Moscow River. The data obtained during terrain and experimental studies confirmed the development of the soddy, meadow and bog processes providing the nutritients and water supply of plants. These processes contribute to the maintenance of biological cycles. Soil of the floodplains with the exception of the primitive loamy sandy soils of the low floodplain are well supplied with organic matter, easily hydrolyzable nitrogen and available phosphorus. In the hydromorphic landscapes, plants are actively accumulating nitrogen, phosphorus, and sulfur. The geochemical barriers have been assessed in terms of the environmental situation in the landscapes. In order to improve the latter, a system of monitoring of the landscape components should be developed.

Эколого-геохимические исследования современных гидроморфных ландшафтов проводились в Верхне-Москворецком речном бассейне. К гидроморфным ландшафтам относятся поймы рек, ландшафты влажных логов (трансаккумулятивные) и западин (элювиально-аккумулятивные).

Нами отбирались и были проанализированы пробы твердых и жидких IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

атмосферных осадков, поверхностны,х грунтовых, подземных вод, расте ний, береговых и затопленных водами водохранилища почв, почвообра зующих пород, донных отложений и наилков.

Геохимические исследования велись в поймах рек Москвы и Протвы. На р. Москве изучались два, а на р. Протве – три уровня пойм как наиболее молодых и динамичных поверхностей. Активная деятельность этих рек заметно обновляет и видоизменяет их поймы. В результате подмыва берегов река намывает новые и обновляет старые участки пойм.

Меандрируя, она изменяет структуру и гидрологический режим пойм.

Наблюдения в поймах рек велись после создания водохранилищ, когда характер поемных и аллювиальных процессов в их долинах изменен. Пойма среднего уровня состоит из разнозернистых песков с прослоями гравия и гальки. Низкая (современная) пойма включает мелкие пески, подстилаемые крупнопесчаным слоистым аллювием с примесью щебня, галечника.

Надпойменные террасы сложены мореной, покровными суглинками, делю виальными и аллювиальными отложениями. Водовмещающими породами на них служат супеси, пески с примесью гравия и гальки. Химический состав грунтовых вод имеет гидрокарбонатно-кальциевый состав с рН 7,4 8,5. Минерализация вод составляет 1-2 г/л.





Почвы злаково-разнотравной поймы относятся к типу дерново луговых с подтипами дерновых. На разнотравно-злаковых поймах развиты луговые и лугово-болотные почвы. Под гидрофильной растительностью пойм сформировались торфянисто-болотные почвы с развитым дерновым, луговым и болотным процессами. Для почв пойм характерна аллювиальность и поемность. За счет наилков суглинистые отложения пойм с поверхности обогащаются кальцием, калием и органическим веществом. Основная масса корней сосредоточена в слое 0 - 25 см, а глубже 25 см их количество резко уменьшается. В пределах корнеобитаемого слоя в почве накапливается значительное количество химических элементов, которые при отмирании растений возвращаются в почву. К периоду сенокошения прирост массы корней уменьшается.

Надземная масса растений совместно с подземной являются источником восполнения азота и элементов питания в почвах. Корни многолетних растений более обогащены элементами по сравнению с их надземными частями. В осенне-весенний период при активизации микро биологической деятельности в почвах отмечается энергичное разложение корней растений. Рост массы корней до и после сенокошения совпадает с развитием растений. Отсутствие выноса и промывания почв водами способ СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ Б АССЕЙН К АК ФУНД АМЕНТ АЛЬН АЯ БИОСФ ЕРН АЯ ГЕОСИ СТ ЕМА ствует накоплению в них химических элементов. В корнях в мае аккуму лируется больше кальция, азота, калия, магния, серы, фосфора, чем в июне.

По химическому составу свойства почв пойм различны, но общей их чертой является щелочная (рН водн. – 5,97-8,55, рН солев. – 4,75-7,80) или слабокислая и кислая реакция среды, что обусловлено насыщенностью почв основаниями (до 97%), местами карбонатностью современного аллювия и гидрокарбонатным составом вод. Величины рН в почвах увеличиваются с глубиной, но в меньших значениях, чем до создания водохранилищ.

Аллювиальные слоистые почвы низкой поймы содержат мало органического вещества, а окультуренные луговые им вполне (до 5%) обеспечены. Гидролитическая кислотность почв колебалась в пределах от 0,3 до 5,2 мг-экв. на 100 г почвы. Исключение составляли слабокислые торфянисто-болотные почвы, в которых величины гидролитической кислотности и обменного алюминия очень повышены, что отрицательно сказывается на обеспечении растений элементами питания. Подкисление почв обедняет их основаниями, а также поглощением обменных катионов.

Сумма обменных катионов колеблется в пределах от 2,6 до 45,3 мг-экв. на 100 г почвы с преобладанием кальция. Не рекомендуется вносить в почвы минеральные удобрения при большой емкости поглощения. Низкую емкость поглощения имеют почвы с малым количеством гумуса. Почвы высокой поймы насыщены основаниями (до 91,7-98,8%) и поэтому нет необходимости в их известковании. Однако торфянисто-болотные почвы низкой поймы, ненасыщенные основаниями, остро нуждаются во внесении извести.

Концентрации общего азота в почвах изменялись в пределах от 0, до 0,70%. Выявлена тенденция к уменьшению его величин от июля к сентябрю. Легкогидролизуемого азота больше содержалось в луговых почвах по сравнению с дерновыми. Почвы изученных ландшафтов в основ ном средне - и хорошо обеспечены легкогидролизуемым азотом. Концент рация минерального азота в почвах колебалась от следов до 4% его валово го содержания, что обусловлено развитием процессов нитрификации.

Наиболее подвижным во влажных условиях среды является нитратный азот. Но избыток влаги, как и его недостаток тормозит процесс нитри фикации. В этих условиях в почвах происходит накопление аммонийного азота в связи с высокими значениями поглощенного аммония. Отношение С : N широкое, что подтверждает обогащение их органическим веществом и обеднение азотом.

Концентрации калия в почвах связаны с их влажностью, рост которой благоприятствует большему его выносу растениями. Содержание IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

подвижного калия в почвах изменялось от 55 до 240 мг/кг. Выявлена тенденция к накоплению калия в почвах естественных травостоев от июня к сентябрю, а в распаханных, наоборот, его величины к осени уменьшались в связи с активным потреблением его растениями. Луговые почвы хуже обеспечены подвижным калием по сравнению с дерновыми. Чем больше в почве суглинистых частиц, тем выше в ней содержание калия. Вынос калия культурными растениями пойм может быть компенсирован внесением минеральных удобрений. Калий, внесенный с удобрениями, частично мигрирует вглубь почвенного профиля, а также он может сорбироваться глинистыми частицами геохимического барьера в болотных почвах притер расной поймы. Примитивные почвы низких пойм обеднены калием в связи с супесчаным механическим составом и переходом его в необменную и менее подвижную форму. Повышенное содержание калия в гумусовых горизонтах почв связано с биологической аккумуляцией. Концентрация калия в почвах в 1,5 - 2,0 раза превышает таковую натрия.

Важная роль в питании растений принадлежит фосфору. Запасы подвижного фосфора изменялись в пределах от 110 – в дерновых до мг/кг – в торфянисто-болотных почвах. Аккумуляция его в гумусовых горизонтах почв осенью обусловлена повышением содержания органичес кого вещества и карбонатов. При нейтральной реакции среды и насыщен ности почв основаниями большая часть минерального фосфора в ней находится в виде доступных различных для растений солей. Наиболее обогащены фосфором лугово-болотные и торфянисто-болотные почвы по сравнению с луговыми. С глубиной содержание фосфора, аналогично азоту, имеет тенденцию к уменьшению. В почвах высокой поймы, как и в водах периода весеннего половодья, господствующей формой азота и фосфора была минеральная. Почвы изученных ландшафтов вполне обеспечены подвижными формами фосфора.

В почвах гидроморфных ландшафтов в небольших количествах содержится марганец, который активно поглощается растениями в зависимости от вида, стадии их развития и экологической обстановки.

Присутствие марганца в почвах обнаруживается наличием пленки на отдельных частичках, а также конкреций, включений, натеков. Миграция марганца определяется условиями среды. Так, в кислых почвах марганец легко выщелачивается, а в щелочной среде происходит образование Мn(ОН)2. Последний легко окисляется кислородом воздуха до нераствори мого в воде Мn02. В почвах марганец мигрирует с органо-минеральными соединениями, а в луговых и пойменных болотных почвах он может быть представлен и неустойчивым золем. Подвижные соединения марганца, СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ Б АССЕЙН К АК ФУНД АМЕНТ АЛЬН АЯ БИОСФ ЕРН АЯ ГЕОСИ СТ ЕМА железа, алюминия положительно влияют на поглощение элементов питания растениями, ограничивая поступление в них фосфора и кобальта, что способствует снижению продуктивности естественных и культурных растений.

Почвы пойм обогащены также разными формами железа. Ему принадлежит важная роль в генезисе луговых, лугово-болотных и иных почв гидроморфного ряда. Миграция железа обусловлена гидротермичес кими условиями, реакцией почвенной среды, интенсивностью взаимосвязи продуктов почвообразования минерального и органического происхож дения. Максимальные концентрации закисного железа выявлены в средней и нижней частях профиля лугово-болотных почв. Закисная форма железа преобладает в болотных почвах низкой поймы. В анаэробной обстановке почв важная роль в превращениях закисного железа принадлежит микро организмам. Закисная форма железа менее устойчива по сравнению с окисной.

Растительность гидроморфных ландшафтов представлена разно травно-злаковыми и разнотравно-осоковыми ассоциациями. Максимальная продуктивность фитомассы (до 51,5 ц/га) выявлена в укосах разнотравно осоковых ассоциаций низкой поймы с лугово-болотными легкосуглинис тыми почвами с рНводн. 7,2 и рНсолев. 6,2. Злаки и осоки в больших количест вах концентрируют азот, кремний, а разнотравье – азот, калий, кальций, фосфор и серу. От июня к сентябрю в продукции растений увеличивается содержание азота, кальция, фосфора, серы, а магния и натрия – умень шается. К элементам среднего и интенсивного накопления в растениях гидроморфных ландшафтов относятся азот, фосфор, сера, стронций, а слабого и очень слабого захвата – марганец, железо, алюминий, титан, хром. Отчуждение элементов питания с урожаем и возврат их в почву с отмирающими частями растений в гидроморфных ландшафтах складывается в пользу возврата. Что касается калия, то вынос его с урожаем превышает возврат, поэтому необходимо пополнять его запасы в почвах путем внесения калийных удобрений.

Гидроморфные ландшафты могут использоваться как пастбища и сенокосы. Применение тяжелой техники при распашке почв и сведение растительности нарушает течение естественных процессов, что вызывает ухудшение экологического состояния пойм и химического состава вод рек и водохранилищ в связи с их загрязнением и заилением. Загрязняют компоненты ландшафта также выбросы автотранспорта, животноводческие комплексы, выпас скота, стоки от различных предприятий, свалок, рекреаций и коттеджей, расположенных в водоохранных зонах. Геохими IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

ческими барьерами на пути миграции элементов являются лесные насаждения, макрофиты водоема, притеррасная пойма, затопленные водохранилищами почвы, донные отложения. В круговороте веществ между водной массой и донными отложениями при участии макрофитов происходит поступление химических элементов из донных отложений в воду, что может способствовать вторичному загрязнению вод источников питьевого водоснабжения.

Таким образом, в современных гидроморфных ландшафтах проис ходит активное развитие дернового, лугового и болотного процессов, которые корректируют биологический круговорот веществ. Почвы пойм богаты органическим веществом, легкогидролизуемым азотом и подвиж ным фосфором. В растениях пойм происходит интенсивное накопление азота, фосфора, серы. Выявлена активная роль разных видов геохимических барьеров в оценке экологической обстановки гидроморфных ландшафтов Верхне-Москворецкого речного бассейна. Для улучшения состояния компонентов ландшафтов необходимо создание системы режимного эколого-геохимического мониторинга.

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АКВАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ВОДОХРАНИЛИЩ О.А. Тихомиров, Л.К. Тихомирова Тверской государственный университет, Тверь Some approaches to the estimation of water reserves aqual complexes ecological status are considered. The main quantitative measures (parameters) and scales are suggested. The integral long-term observations as a basis for Upper Volga aqual complexes quantitative estimation were used. Several different levels of aqual complexes ecological status under anthropogenic influence were observed.

Аквальные комплексы водохранилищ представляют собой природно хозяйственные объекты, образованные за счет взаимодействия природных условий и хозяйственной деятельности человека. Водохранилища созданы человеком, ощущают его постоянное регулирующее воздействие, выполняют определенную хозяйственную функцию. С другой стороны формирование аквальных геосистем искусственных водоемов тесно связано с региональ ными природными особенностями конкретной территории. Сочетание антро погенной и природной составляющей определяют состояние природной среды водной геосистемы. Антропогенное воздействие проявляется в нару шении компонентов природы, регулировании уровня водоема, концентриро ванном и диффузионном загрязнении, мелиоративной деятельности и др.

СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ Б АССЕЙН К АК ФУНД АМЕНТ АЛЬН АЯ БИОСФ ЕРН АЯ ГЕОСИ СТ ЕМА Интенсивность и время воздействия определяют скорость развития гидро системы. Особенно медленно формируются аквальные геосистемы водохра нилищ техногенного происхождения с постоянной поддержкой человеком основной регулирующей функции (глубокие мелиоративные прорези, выем ки грунта, каналы, придамбовые участки и др.). Здесь преобладает антропо генная составляющая. На «старых» водохранилищах в условиях отсутствия или слабого нарушения литогенной основы и уничтожения компонентов сре ды обитания формируются природно-антропогенные комплексы с преобла данием природной составляющей. Влияние человека проявляется здесь пре жде всего в результате регулирования уровня воды и загрязнения акватории.

Важнейшей задачей геоэкологического исследования водных комп лексов является изучение дифференциации экологических свойств акваль ного пространства, оценка экологического состояния акваторий локального и регионального масштаба. При этом компоненты аквальных комплексов рассматриваются с одной стороны как географические и ресурсные объекты, а с другой – как факторы, определяющие экологическую обстановку. В результате трансформации водных геосистем в водохранилищах возникают экологические ситуации, представляющие собой сочетание средоформиру ющих природных и антропогенных условий, оказывающих существенное влияние на гидробионтов и жизнедеятельность человека. Антропогенные гидроэкологические ситуации разной степени напряженности определяются уровнем нарушенности и загрязнения водных комплексов. Эти изменения оказывают существенное негативное влияние на гидробионтов, здоровье и уровень удовлетворения потребностей человека.

Оценка экологического состояния аквальных геосистем производи лась с помощью комплексных критериев, полученных на основе суммирова ния отдельных компонентных показателей, выраженных в баллах. В ходе анализа оценивались: степень антропогенного изменения и геохимическая устойчивость аквального комплекса, уровень загрязнения воды и почво грунтов.

В качестве критерия оценки степени измененности выступают пока затели исходного состояния природных комплексов, их фоновые характерис тики. Геосистемам разной степени антропогеннного изменения были присвоены баллы от 1 до 5 (неизмененные, малоизмененные, измененные, сильноизмененные, необратимо измененные).

Геохимическая устойчивость аквальных систем определяется поступ лением такого количества вещества, при котором не происходит перехода геокомплекса из одной таксономической единицы в другую. По М.А. Глазов ской, преобразование продуктов техногенеза определяется скоростью хими ческих превращений органических и минеральных соединений, характером химических и фазовых изменений элементов, интенсивностью выноса IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

вещества за пределы природного комплекса или рассеянием на большой площади. Таким образом, при определении степени устойчивости геосистем учитывались основные факторы, определяющие указанные выше процессы – гидродинамическая активность водной поверхности;

степень разбавления или рассеяния вещества;

окислительно-восстановительные условия;

наличие геохимических барьеров, отражающих характер и интенсивность накопле ния химических элементов. В зависимости от указанных процессов акваль ные геосистемы могут быть разделены на: 1 – высокоустойчивые;

2 – устой чивые;

3 – малоустойчивые;

4 – слабоустойчивые;

5 – неустойчивые.

Оценка уровня загрязнения воды и почво-грунтов аквальных геосистем проводилась на основе использования интегральных показателей: индекса загрязнения поверхностных вод (ИЗВ) и суммарного показателя загрязнения донных отложений (СПЗ). В соответствии со значениями ИЗВ воды аквальных геосистем были разделены на 5 групп с присвоением оценочных баллов от 1 до 5 (чистые – 1 (ИЗВ менее 1,0), слабо загрязненные – 2 (ИЗВ = 1-2,5), загрязненные – 3 (ИЗВ = 2,5-4,0), грязные – 4 (ИЗВ = 4,0-6,0), очень грязные – 5 (ИЗВ более 6,0)).

Донные отложения классифицировались по уровню загрязнения как незагрязненные – 1 (СПЗ менее 16), слабозагрязненные – 2 (СПЗ = 16-32), умеренно загрязненные – 3 (СПЗ = 32-64), сильнозагрязненные – 4 (СПЗ = 64-128), очень сильно загрязненные – 5 (СПЗ более 128).

Определенные сочетания перечисленных параметров создают в геосистемах водных объектов различные экологические обстановки.

По степени напряженности экологической ситуации состояние акваль ных геосистем разделено нами на удовлетворительное, напряженное, критическое, кризисное, катастрофическое. Отнесение аквальных комплек сов к той или иной группе производилось по сумме численных индексов, присваиваемых каждому классу рассматриваемых параметров. Границы интервалов для каждого уровня градаций состояния определялись как сумма индексов, соответствующая определенному состоянию.

На основании анализа материалов исследования участка Верхней Волги от истока до Дубны произведена комплексная оценка экологического состояния водохранилищ Верхней Волги.

В речных геосистемах Верхней Волги от истока до Твери преобладает удовлетворительная экологическая обстановка. Экологическое состояние геосистем на этом участке реки характеризуется низким уровнем загрязнения воды и донных отложений, слабой степенью антропогенных изменений, высокой геохимической устойчивостью, господством окислительной среды.

Донные осадки этих аквальных геосистем представлены большей частью крупнозернистыми песками. Биологическая продуктивность речных геосистем низкая. Исключением являются участки Волги в пределах Ржева и выше СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ Б АССЕЙН К АК ФУНД АМЕНТ АЛЬН АЯ БИОСФ ЕРН АЯ ГЕОСИ СТ ЕМА Твери, где отмечена напряженная экологическая ситуация. Удовлетвори тельная экологическая ситуация сохраняется в озерных природных и озерно-речных аквальных комплексах водохранилищ. Напряженная и крити ческая экологические ситуации типичны для различных геосистем Иваньков ского водохранилища. В них наблюдается высокая степень антропогенных изменений, тенденция превышения ПДК воды по ряду загрязнителей, активное накопление загрязняющих веществ в донных отложениях. В аквальных геосистемах водохранилища отмечается восстановительная глеевая геохимическая обстановка в грунтах, повышенный уровень биологи ческой продуктивности.

Таким образом, в пределах Тверского Верхневолжья произошли существенные изменения аквальных комплексов водохранилищ. Исследо вания позволили установить различия в степени антропогенного изменения и дать комплексную экологическую оценку аквальных геосистем. Выделе ние экологических ситуаций разной степени напряженности позволит принять практические меры по улучшению состояния аквальных комплексов Верхней Волги.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 07-05-00778-а.

ИСТОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЛЕСНОГО ПОКРОВА ВОДОСБОРНОГО БАССЕЙНА МАЛОЙ РЕКИ В ЮЖНОЙ ЧАСТИ ПОДЗОНЫ ХВОЙНО-ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ Е.В. Тихонова Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, г. Москва Land use history due to its long-lasting impact is an important factor in determining the structure of modern forests. Using a range of archival data and forest inventory data, historical changes in forest cover and land use from the 1760 to the present across a watershed area in southern Moscow region were investigated. The research approach to investigation of forest dynamics was based on the reconstruction of the forest cover for several time slices: 1) The General Survey of 1768;

2) the end of the XIX century;

3) middle-end of the XX century.

The study showed that land use formed a distinct pattern best explained by soil drainage: arable lands were concentrated on gently slopes with well-drained soils in middle and lower watershed areas, while smooth poorly drained uplands in upper reach were mostly forested. At the end of the XIX century 20-25-years old birch-aspen forests dominated the watershed area. Reforestation within the watershed started in 1890, the first plantation of spruce and pine were conducted on glades and clearcut areas, and later – on abandoned agricultural fields. Over the past century areas of spruce forests were significantly increased with simultaneously decreasing areas of small-leaf forests.

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Исследование динамики лесного покрова является традиционной задачей геоботаники. Однако, несмотря на длительное внимание к данной проблеме, многие вопросы остаются мало изученными. В последние годы взгляды на природу лесов Подмосковья были существенно пересмотрены.

От поиска и описания «коренных» сообществ через понимание роли хозяйственной деятельности в изменении лесов пришли к выводу, что существующие ныне лесные экосистемы представляют собой отдельные стадии в сукцессионных рядах (Динамика хвойных лесов…, 2000).

Для равнинных ландшафтов Центра Русской равнины с хорошо развитой речной сетью в качестве объекта для динамических исследований на ландшафтном уровне можно рекомендовать водосборный бассейн малой реки. Водосборный бассейн представляет собой интегральную природно хозяйственную систему (Корытный, 2002), имеет четко выраженные гео морфологические границы и позволяет практически полностью характери зовать ландшафтное разнообразие местообитаний и растительных сооб ществ.

Водосборный бассейн малой реки Жилетовки (площадь около 26 км2) расположен в 30 км на юго-запад от Москвы на Пахринско-Деснинском междуречье и принадлежит Москворецко-Окской провинции смешанных лесов (Низовцев, Носова, 1992). В дробном геоботаническом райониро вании Л.Я. Кузенковой (1969) бассейн отнесен к Рассудовско-Красно пахорскому району елово-широколиственных и еловых лесов на слабо дренированных суглинистых плато.

В настоящей работе проанализирована динамика лесного покрова водосборного бассейна реки Жилетовки с конца XVIII в. до настоящего времени. Методический подход к исследованию был основан на реконст рукции растительного покрова нескольких временных срезов с привлече нием картографических, лесотаксационных, архивных и литературных материалов. Наиболее детально охарактеризован лесной покров трех временных периодов: 1) Генерального межевания 1768 г., 2) конца XIX века, 3) середины-конца XX века.

Для характеристики размещения угодий и породного состава лесов на 1760-х гг. были использованы крупномасштабные (100 сажень в англий ском дюйме, или 1:8400 в метрической системе) планы дач Генерального межевания и материалы «Экономических примечаний» (РГАДА, фонды 1354, 1355). Архивные картографические материалы были отсканированы, и на их основе составлена карта земельных угодий водосборного бассейна на время Генерального межевания. Контуры границ дач и земельных угодий были перенесены на современную топографическую карту и оциф рованы в программе ArcView GIS 3.1. Изменения в размещении угодий за период с 1760 гг. по настоящее время были выявлены при совмещении СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ Б АССЕЙН К АК ФУНД АМЕНТ АЛЬН АЯ БИОСФ ЕРН АЯ ГЕОСИ СТ ЕМА составленной карты угодий с планом лесных насаждений 1990 г. В результате были определены участки, которые: 1) в течение всего периода оставались лесными;

2) были лишены леса;

3) где появились лесные угодья.

На конец 60-х гг. XVIII в. состав земель водосборного бассейна был следующим: под селениями 1%, пашня 43%, сенокосы 6%, леса 48%, неудобные земли 1%. На данной территории проживало 969 человек, плот ность населения составляла 32 человек на км2. Нелесные угодья занимали дренированные склоны водоразделов в среднем и нижнем течении Жилетовки и тянулись вдоль склонов ее притоков. На выровненных водоразделах лесистость оставалась высокой, а площади распаханных земель и сенокосов были незначительными. Поверхностно переувлажнен ные почвы на тяжелых суглинках не давали хорошего урожая, что определяло их малую хозяйственную освоенность.

В заголовках планов дач мы находим три градации лесных земель:

перелог и мелкая лесная поросль, лес дровяной и лес строевой. В конце XVIII в. леса бассейна были преимущественно мелколиственными с низким классом возраста (преобладали дровяные леса), но в ряде дач был отмечен также строевой еловый, дубовый и сосновый лес, что может служить косвенным доказательством исходно смешанного состава лесов.

По материалам личного архива графа С.Д. Шереметева (РГАДА, фонд 1287) был определен породно-возрастной состав лесов бассейна на конец XIX в. и восстановлены местоположения и время создания первых лесных культур. В Сенькинско-Малинско-Поддубинской лесной даче, входившей в состав Михайловского имения, С.Д. Шереметев стремился к научному ведению лесного хозяйства с ежегодными рубками «без порчи парка и пользуясь дальними участками лесовыми, причем подсадка должна не отставать от рубки».

В конце XIX в. леса имели средний возраст 20-25 лет, преобладали осина и береза, дуб, ель и липа участвовали в древостое в качестве примеси.

Искусственное лесоразведение на территории бассейна было начато в г. В 1890-1896 гг. были произведены еловые, сосновые и сосново-еловые культуры на площади 109 га. В последующие годы лесокультурные работы продолжались. Главный лесничий Михайловского имения Л. Рейхардт в 1907 г. пишет: «В лесничествах ведется правильное лесное хозяйство, а также и лесные культуры, причем весь посадочный материал выращивается в своих питомниках… В Михайловском и Плёсковском лесничествах сделано мною 320 дес. посадок». Как следует из «Ведомостей рассылки семян» семена закупали главным образом в Московском Лесном Обществе, а также у частных лесопромышленников. Известно, что часть семян ели происходила из Германии. Первые культуры хвойных были созданы по лесным полянам и по лесосекам. Посадка проводилась весной 2-х летними IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

сеянцами сосны и 3-х летними сеянцами ели. Уход за культурами включал покос и расчистку появляющейся на лесосеках поросли. Проведение лесокультурных работ было экономически целесообразно – согласно Положению о сбережении лесов искусственно облесенные площади на лет освобождались от уплаты государственных и земских сборов. Лесо культурная деятельность на принадлежащих графу С.Д. Шереметеву землях в значительной мере способствовала усилению роли хвойных пород на территории водосборного бассейна.

Для характеристики изменения лесов в современный период были использованы материалы лесной таксации по Малинскому лесничеству Краснопахорского лесхоза 1957, 1968, 1990 и 2001 гг., литературные и картографические источники. В 1917-1935 гг. основное направление лесного хозяйства на территории бассейна было лесопромышленным.

Рубка леса проводилась сплошными лесосеками, вырубки оставляли под естественное зарастание, лесных культур не производили (Колобов, Семенов, 1960). Первое лесоустройство было проведено в 1936 г., а в г. леса Краснопахорского лесхоза вошли в состав водоохранных лесов и были прекращены рубки главного пользования. В 1936 г. была возобнов лена лесокультурная деятельность. Проведенные лесхозом исследования показали целесообразность создания хвойных культур, широколиственные породы предполагалось использовать на наиболее плодородных почвах, где было возможно формирование древостоев III-II бонитетов.

В конце 1950-х гг. мелколиственные породы доминировали на 75% площади, причем чистые березняки и осинники встречались редко, большая часть насаждений имела смешанный состав, иногда с небольшой примесью дуба, липы и ели. Хвойные насаждения составляли 17% от лесопокрытой площади, значительная их часть (42%) была представлена культурами.

Интенсивная лесохозяйственная деятельность в 1950-1970-х гг. привела к значительным изменениям в составе лесных насаждений, увеличению площадей хвойных культур и уменьшению доли мелколиственных лесов.

«Главная задача лесоводов – качественное изменение породного состава лесного фонда с заменой ольшанников и гнилых осинников хвойными насаждениями и максимальное увеличение продуктивности лесов – в Красно-Пахорском лесхозе решена положительно», – рапортовали лесничие (Семенов, 1961).

Исследование динамики породно-возрастного состава лесов на основе таксационных материалов показало, что с 1957 по 2001 гг.

произошло увеличение покрытой лесом площади с 85 до 94%. Отмечено существенное усиление роли ели в сложении насаждений, связанное главным образом с увеличением площадей еловых культур (с 2 до 16%), а также площадей ельников и елово-мелколиственных насаждений естествен СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ Б АССЕЙН К АК ФУНД АМЕНТ АЛЬН АЯ БИОСФ ЕРН АЯ ГЕОСИ СТ ЕМА ного происхождения. Доля мелколиственных насаждений уменьшилась с до 33%, а доля елово-мелколиственных увеличилась с 7 до 15% (табл. 1).

Таблица Изменение породного состава лесов за период 1957-2001 гг.

1957 Тип леса площадь, доля от площадь, доля от га общей, % га общей, % ельники 46,1 3,3 113,8 8, елово-мелколиственные 97,7 6,9 212,4 15, мелколиственные 705,5 50,1 465,2 33, широколиственно-мелколиственные – – 24,1 1, широколиственные 2,2 0,2 8,1 0, широколиственно-еловые 13,2 0,9 32,3 2, культуры ели 27,4 1,9 229,2 16, культуры сосны 187,0 13,3 197,1 14, культуры ели и сосны 43,6 3,1 2,6 0, культуры дуба, липы 38,7 2,8 1,7 0, пойменные ольшанники и березняки 33,7 2,4 24,6 1, культуры дуба, сосны и ели – – 4,7 0, нелесная площадь 211,8 15,1 80,2 5, Итого: 1406,9 100,0 1396,0 100, Литература Динамика хвойных лесов Подмосковья. – М: Наука, 2000. – 221 с.

1.

Колобов Е.Н., Семенов П.М. Опыт повышения продуктивности лесов в 2.

Красно-Пахорском лесхозе. – М, 1960. – 30 с.

Корытный Л.М. Бассейновая концепция в природопользовании. – 3.

Иркутск: Ин-т географии СО РАН, 2001. – 163 с.

Кузенкова Л.Я. Растительность бассейна реки Пахры. Автореферат… 4.

канд. биол. наук. – М. 1969. – 22 с.

Низовцев В.А., Носова Л.М. История, современное состояние ланд 5.

шафтов Московской области, задачи восстановления и охраны (на примере Малинского лесничества Краснопахорского лесхоза // Экологи ческие исследования в Москве и Московской области. Состояние расти тельного покрова, охрана природы. – М: ИНИОН РАН, 1992. – С. 28-48.

Семенов П.М. (старший лесничий Красно-Пахорского лесхоза). Выступ 6.

ление // Лесное хозяйство Московской области. – М: Изд-во Министер ства с/х РСФСР, 1961. – С. 83-86.

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО И ГИДРОХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМОВ АМУДАРЬИ НА ВИДОВОЕ БОГАТСТВО ГАЛОФИТОВ В ЕЁ ДЕЛЬТЕ (1944-1989 ГГ.) Г.Ю. Трофимова Институт водных проблем РАН, Москва There is made the list of the halophytic plants met in delta of the Amu-Darya.

The sequence of the time periods appropriating to various average values of outflow, acted in delta is allocated and characterized. For the first time the line regression with a high degree of the approximation, connecting species richness among the halophytic plants of the Amu-Darya delta on the allocated time periods with average values of outflow in these periods is presented. For the first time the line regression, connecting percent halophytic plants in species richness of the Amu-Darya delta on the allocated time periods with average values of water river mineralization in these periods is presented.

Амударьинская дельта характеризуется равнинным рельефом и относится к области интенсивного соленакопления [1]. Речные воды, являющиеся основным источником солей в дельте, рассеиваются на обширном равнинном пространстве, и в условиях жаркого пустынного климата при малом количестве атмосферных осадков, слабой дренирован ности и сильном испарении увеличивают запас солей в почвогрунтах. В почвенном покрове преобладают луговые, солончаковые, лугово-пустын ные, такырные и пустынные почвы, степень и характер засоленности которых имеют большую неоднородность.

Флористический состав дельты Амударьи насчитывает 265 видов, зафиксированных с 1947 по 1989 гг. в разработанной автором базе данных [2]. Основу этого списка составляют галофильные виды, связанные с различно засоленными местообитаниями. Среди них значительный процент встречается и на других местообитаниях, и только галофиты (43,4%) связаны в своем распространении исключительно с засоленными почвами.

Основополагающими при создании списка галофитов, произрастающих в дельте Амударьи, стали работы Акжигитовой [1, 3], Быкова [4], Коровина [5] и других.

Видовое богатство растений дельты, в том числе и видовое богатство галофитов, зависит от речного стока Амударьи, являющегося основной составляющей водного фактора в дельте с 1944 по 1989 гг. [6]. Для получе ния функциональной зависимости видового богатства галофитов от значе ний речного стока, поступавшего в дельту, в исследуемом периоде были выделены последовательно 5 временных периодов, в каждом из которых зафиксировано существенное изменение величины речного стока по СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ Б АССЕЙН К АК ФУНД АМЕНТ АЛЬН АЯ БИОСФ ЕРН АЯ ГЕОСИ СТ ЕМА отношению к предыдущему периоду, а именно: 1944-1960, 1961-1970, 1971 1977, 1978-1981, 1982-1989 [7]. Каждый период характеризуется средним значением речного стока, средним значением минерализации речных вод, видовым богатством среди галофитов, процентом галофитов в видовом богатстве растений дельты, а также основными водохозяйственными меро приятиями в бассейне Амударьи, которые привели к снижению величины речного стока, поступавшего в дельту, изменению гидрохимического режима в низовьях Амударьи и, в конечном итоге, деградации природной среды дельты, выразившейся в уменьшении значения видового богатства растений дельты и видового богатства галофитов, в частности.

На основе этих данных впервые получено уравнение регрессии (рис.1.), связывающее видовое богатство среди галофитов дельты по выделенным периодам со средними значениями речного стока в этих периодах:

3 Y = -0,0008X + 0,0539X - 0,2485X + 49, R2 = 0,9692, где X – среднее значение речного стока в периоде в км3/год;

Y – количество галофитов, встреченных в периоде;

R2 – величина достовер ности аппроксимации.

Представленная на рис.1. функциональная зависимость, позволяет провести анализ изменений в видовом богатстве галофитов дельты по выделенным ранее периодам, соответствующим различным средним значениям речного стока Амударьи в её дельте.

Временной пе риод до 1960 г. в науч ных публикациях при нято рассматривать как условно-естест венный, а гидрологи ческий режим Аму дарьи в её дельтовой части – как ненару шенный. В почвенном покрове дельты в этот период доминировали луговые, болотно-лу говые, болотные и такырные почвы. В видовом богатстве ра стений дельты 53% составляли галофиты. Начало интенсивной водо IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

хозяйственной деятельности в бассейне реки Амударьи также приходится на этот период. В 1956 г. была введена в эксплуатацию 1-ая очередь Каракумского канала имени В.И. Ленина, а в 1958 г. – Вахшский магистральный канал. Результаты водохозяйственной деятельности начали сказываться лишь во втором временном периоде.

Период 1961-1970 гг. характеризуется стабильностью поступления водных масс в дельту на протяжении всего периода. Среднее значение речного стока по сравнению с условно-естественным периодом снизилось на 20% [6]. Уменьшение притока речных вод в дельту было обусловлено увеличением водозаборов из Амударьи и переброской части стока по ранее построенным каналам;

вводом в строй в 1962 г. Аму-Бухарского канала и развертыванием строительства коллекторно-дренажной сети. Однако уменьшение притока речных вод в дельту привело к увеличению видового богатства растений в дельте на 22%, из них на долю галофитов приходится всего 1%.

В дальнейшем на фоне катастрофического падения средних значений речного стока, зафиксировано снижение видового богатства и среди галофитов. Минимальное значение видового богатства галофитов дельты приходится на период 1982-1989 гг. По сравнению с условно-естественным периодом видовое богатство среди галофитов уменьшилось на 32%, в то время как видовое богатство растений дельты уменьшилось на 42%.

Аналогично впервые получено уравнение регрессии (рис. 2.), связы вающее процент галофитов в видовом богатстве растений дельты по выделенным периодам со средними значениями минерализации речных вод в этих периодах:

Y = 0,00008X - 0,1321X + 98, R2 = 0,9317, где X – среднее значение минерализации речных вод в периоде в мг/л;

Y – процент галофитов в видовом богатстве растений дельты, встре ченных в периоде;

R2 – величина достоверности аппроксимации.

Функциональная зависимость, представленная на рис. 2., показывает, что гидрохимический режим Амударьи в её дельтовой части существенно изменился. Среднее значение минерализации возросло от 529 мг/л в услов но-естественном периоде до 1239 мг/л в 1982-1989 гг. [7].

Основными причинами трансформации гидрохимического режима Амударьи является забор воды на орошение в зоне водохозяйственных мероприятий и поступление коллекторно-дренажных вод повышенной минерализации в русло реки. По сравнению с условно-естественным периодом процент галофитов в видовом богатстве растений дельты в 1961 1970 гг. снизился, однако, абсолютное число галофитов в этом периоде не СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ Б АССЕЙН К АК ФУНД АМЕНТ АЛЬН АЯ БИОСФ ЕРН АЯ ГЕОСИ СТ ЕМА только не сократилось, но даже увеличилось на 1%. Уменьшение доли галофитов в ви довом богатстве дель ты объясняется значи тельным всплеском видового богатства среди многолетних трав. Видовое богат ство растений дельты в 1971-1977 гг. умень шилось на 28%, а ви довое богатство среди галофитов всего лишь на 23% по отношению к предыдущему пери оду. С 1970-х гг. процент галофитов в видовом богатстве растений дельты начинает возрастать и достигает своего максимального значения в 1982 1989 гг. Именно в этот период наблюдались и максимальные среднегодовые значения минерализации речных вод среди всех рассматриваемых периодов.

Таким образом, показано, что с 1970-х гг. на фоне снижения абсо лютного значения видового богатства среди галофитов дельты Амударьи, вызванного сокращением речного стока, наблюдается рост процента галофитов в видовом богатстве растений дельты, что является следствием устойчивого увеличения средних значений минерализации речных вод в нижнем течении Амударьи.

Литература Акжигитова Н.И. Галофильная растительность – Halophyta // Расти 1.

тельный покров Узбекистана. Ташкент, 1973.

Трофимова Г.Ю. Эколого-географическая база данных Южного При 2.

аралья. М., 2003.

Акжигитова Н.И. Галофильная растительность Средней Азии и её 3.

индикационные свойства. Ташкент, 1982.

Быков Б.А. Основные особенности галофильной флоры и раститель 4.

ности Средней Азии и Казахстана // Известия АН Казахской ССР. Сер.

Биологическая. Алма-Ата, 1981.

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

5. Коровин Е.П. Растительность Средней Азии и Казахстана. Т.1. Ташкент, 1961.

6. Трофимова Г.Ю. Анализ изменений в видовом богатстве растений дельты Амударьи в связи с изменением её гидрорежима (1944-1989) // Антропогенная динамика природной среды. Т.1. Пермь, 2006.

7. Трофимова Г.Ю. Изменение гидрохимического режима Амударьи в её дельтовой части за последние 50 лет // Эколого-географические исследо вания в речных бассейнах. Воронеж, 2004.

БИОСФЕРА КАК ОБЛАСТЬ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ О.П. Черешня Нижегородский педагогический государственный университет, г. Нижний Новгород «Биосфера является основой научного знания, хотя только теперь мы подходим к ее научному выделению из окружающей нас реальности»

Вернадский В.И. «Размышления натуралиста»

Прошли десятилетия после того, как были написаны эти слова, однако и сейчас проблема выделения биосферы из «окружающей нас реальности» во многом остается нерешенной.

Понятие «биосфера – сфера жизни» – уже вошло в широкий обиход.

Оно является сегодня одним из самых фундаментальных представлений современного естествознания. Изучение этой грандиозной системы в сочетании с прогностическими анализом возможных изменений ее характе ристик, имеет важнейшее значение для судеб цивилизации. Биосфера – непрерывно развивающаяся система, возникновение которой, по мнению И.Н. Моисеева явилось первой фундаментальной бифуркацией в истории нашей планеты, до самого последнего времени, сложность биосферы как системы непрерывно возрастала.

Естественно, чтобы говорить о новой геосфере, необходимо было знать или верить, что Земля вообще состоит из оболочек. Нужен был свой предтеча. Таким предтечей оказался выдающийся австралийский геолог, профессор Эдуард Фридрих Зюсе. В своем знаменитом трехтомном труде «Лик Земли» (1883-1909 гг.) он впервые обосновал неоднородность нашей планеты и наряду с литосферой, гидросферой и атмосферой подробно разработал понятие биосферы как особой оболочки Земли, на которой существует жизнь, но без учета результатов ее деятельности. Воистину открытия совершаются на небесах. Но дарятся они бескорыстным и преданным науке людям.

СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ Б АССЕЙН К АК ФУНД АМЕНТ АЛЬН АЯ БИОСФ ЕРН АЯ ГЕОСИ СТ ЕМА Уникальность природной среды Земли (биосферы) и ее устойчивое функционирование в биооптимальном режиме в течение длительного геологического времени всегда вызывали и вызывают большой интерес.

Во-первых, до сих пор не выяснены причины и время появления живого вещества на планете, которое оказывает непосредственное влияние на ее природные черты.

В этой связи изучение генезиса, структуры и функционирования биосферы, основанное на идеях и представлениях великих предшествен ников и дополненное результатом современных исследований без сомнения весьма актуально.

Во-вторых, в наше время все более острыми становятся вопросы, до каких пределов могут происходить техногенные процессы в биосфере и что они сулят человечеству.

Основываясь на идеях В.И. Вернадского и используя современные знания о Земле, можно сделать вывод, что биосфера ответственна за само организацию, структуру, оптимальность функционирования и геологически вечное процветание. И ее функционирование является неотъемлемым свойством сложных систем, к которым, в первую очередь, и относится биосфера. По существу, она является ничем иным, как планетарной экосистемой.

В тоже время экосистема (биогеоценоз) – это элементарная структурная единица биосферы, это ее классификационный «кирпичик».

При этом нельзя забывать, что не только целостность и автономность каждого биогеоценоза проявляется не через аддитивные параметры, но и сами экосистемы обладают не аддитивными свойствами и поэтому:

экосистема i биосфера, где i – все экосистемы на Земле.

Научное выделение биосферы как качественно особой оболочки планеты невозможно при отвлечении от ее собственной (биотической) специфики, а соответственно – от специфики содействующих с ней абиотических сфер.

Введение понятий «биогенная» с одной стороны, «косногенная» – с другой, позволяет вычленить наряду со сферами чисто косной и чисто биотической действительности, область коснобиотической природы, т.е.

область непосредственного единства, взаимопроникновения, взаимодейст вия живого и неживого. И всесторонний научный подход к выделению биосферы из окружающего мира невозможен без учета реализующихся в ней двоякого рода отношений – живого к живому, и живого к неживому.

Это способствует раскрытию диалектики взаимосвязи косного и биотического, причем каждое из этих составляющих обладает, в свою IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

очередь, относительной самостоятельностью и внутренней логикой само движения. Важно отметить, что взаимодействие живого и неживого состоит не только в том, что среда определяет тип биоценозов, но и сами эти сообщества изменяют среду, оптимизируют ее для своего существования и развития.

Осознание того, что человек является частью не только биосферы, но и всех составляющих ее экосистемах любого ранга пришло относительно недавно, когда как бы вдруг заговорили об окружающей нас среде.

Экосистема окружающая среда Причем человек может не только охранять, но и менять окружающую его среду. И задача заключается в том, чтобы измененная им природа, не рождала чудовище. И еще человек осознал, что на Земле, он также вездесущ, как, например вода, и присутствует даже там, где его самого нет.

Казалось бы, что его нет в дальнем Космосе, его нет в мантии Земли и ядре Земли. Но это только на первый поверхностный взгляд.

А радиосигналы к окраинам Метагалактики, а «сейсмическая деятельность», проникающая к глубинам планеты? Это же тоже его присут ствие. О поверхности Земли и говорить уж не приходится. А если еще принять во внимание допущение Пьера Тейяра де Шардена, что всякая энергия имеет психическую природу…, то люди обязательно покраснели бы от стыда за свои великие преобразования. С возникновением человечества биосфера испытывает на себе воздействия не только косных, но и социальных факторов. В этой связи возникает необходимость выделения системы «биосфера – общество» и, в частности, осмысления того, в какой мере живые объекты, испытавшие на себе общественное воздействие, могут рассматриваться компонентами биосферы.

Следовательно, человек и человечество всегда были, есть и будут естественными элементами биосферы. Однако в отличие от биосферы их специфика иная – антропическая и социальная.

И как писал В.И. Вернадский: «Человек, как и все живое, не является самодавлеющим, независимым от окружающей среды природным объектом… Человек и человечество теснейшим образом прежде всего связаны с живым веществом, населяющим нашу планету, от которого реально никаким физическим процессом не могут быть уединены».

Анализируя проблему «биосфера – общество» становится очевид ным, что биосфера не может быть уничтожена или хотя бы существенно перестроена техногенезом (ее внутренним фактором). Ее защитные меха низмы таковы, что при необходимости, используя лимитирующие факторы, она ограничит экспансию Homo sapiens в перераспределении энергии и СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ Б АССЕЙН К АК ФУНД АМЕНТ АЛЬН АЯ БИОСФ ЕРН АЯ ГЕОСИ СТ ЕМА химической трансформации геосфер. Предвестником этого является нарас тание ныне погодных сюрпризов и аномалий, и появление новых патологий является также результатом трансформации различных природных равнове сий, и это предостережение заслуживает самого пристального внимания.

Литература Кадацонт В.Б. Биосфера как система. – Мн.: Беларуская навука, 1997.

1.

Кобылянский В.А. Философия экологии: общая теория экологии, 2.

геоэкологии, биоэкология. Учебное пособие / В.А. Кобылянский – М:

Фаир – Пресс, 2003.

Моисеев Н.И. Расставания с простотой. М., «Аграф», 1998.

3.

Павлов А.Н. Основы экологической культуры: Учебное пособие. – 4.

СПб: Политехника, 2004.

КОМПЛЕКСНАЯ КРАСНАЯ КНИГА ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ (БАССЕЙНОВО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД) Е.Д. Никитин, С.А. Шоба, Т.А. Трифонова, О.Г. Никитина, Е.П. Сабодина, О.В. Мякокина МГУ им. М.В. Ломоносова, г. Москва It is recommended to prepare The Complex Red Book of Vladimir region using basin-ecological method of approach. The preparation of The Complex Red Book should be done in several intercommunication ways such as biological, pedological, hydrological, geological, noospherical and others. The preparation of The Red Book of soils is especially acute because it is the base of The Complex Red Book as well as regional or federal levels.

В связи с продолжающейся интенсификацией взаимодействия социума и природы всё большее значение приобретает создание правового фундамента для сбережения природного и культурного наследия страны.

Важнейшим компонентом данного фундамента являются Красные книги.

Однако до недавних пор в эти принципиальные юридические своды заносились лишь редкие и исчезающие виды живых организмов. После выдвижения идеи и обоснования необходимости создания Красной книги почв и Комплексной красной книги природы и ноосферы (Никитин, 1979, 1989, 1990, 2005 и др.) краснокнижная деятельность стала расширяться.

Появились первые региональные Красные книги почв России:

«Красная книга почв и экосистем Калмыкии» (Ташнинова, науч. ред. Е.Д.

Никитин, 2000, Элиста), «Красная книга почв Оренбургской области»

(Климентьев и др., 2001, Оренбург). Развернулась работа по подготовке федеральной Красной книги почв страны с публикацией отдельных ее составляющих (Добровольский, Никитин, 2000, 2006 и др.).

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Выход в свет первых региональных почвенных Красных книг обострил проблему подготовки Комплексной красной книги как для отдельных субъектов Федерации, так и для России в целом. Особенно актуальной эта проблема оказалась для регионов, вносящих значительный вклад в природное и культурное наследие страны и характеризующихся одновременно высокой антропогенной нагрузкой. Именно к таким территориям относится Владимирская область со своей столицей г. Влади миром.

При подготовке Красной книги Владимирской области необходимо опираться на общие положения, разработанные для Комплексной красной книги в целом (Никитин и др., 2004, 2007) и конкретные задачи ее реализации (табл. 1). При этом целесообразно использовать бассейново экологический подход, освещенный ранее (Трифонова, 2002;

Никитин и др., 2003 и др.). Этот подход вполне отвечает установкам экологического права: «С точки зрения правовой, обеспечение естественного воспроиз водства (восполнения) каждого конкретного элемента среды должно осуществляться путем мероприятий по охране всей экологической цепи и отдельных ее элементов» (Голиченков, 1984, с. 5).

Действительно, именно при бассейново-экологическом подходе, суть которого в конкретном учете реальных взаимосвязей компонентов ланд шафта, реализуемых прежде всего через функционирование гидрографи ческой сети бассейна, удается наиболее эффективно решать проблемы сохранения как природного, так и культурного наследия. Тем более, во многих случаях, например, в Суздале, памятники истории при их создании были вписаны в ландшафт.

Базовой составляющей Комплексной Красной книги Владимирской области является, несомненно, ее почвенный и гидрологический блоки (см.

табл. 1). Если учесть, что расширение площади особо охраняемых террито рий является важнейшей природоохранной тенденцией во многих странах, то первоочередная подготовка почвенно-гидрологической части Комплекс ной Красной книги явится наиболее эффективным механизмом ее создания.

Это и понятно. По каким критериям рекомендовать новые объекты для включения в сеть особо охраняемых территорий? Среди критериев почвенно-гидрологические являются ключевыми. Действительно, где почвы и воды, всегда тесно взаимосвязанные между собой, испытали меньшую антропогенную деградацию, там и природные, а также природно культурные объекты, претендующие на сохранение и восстановление, оказываются более значимыми претендентами на режим ООПТ.

СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ Б АССЕЙН К АК ФУНД АМЕНТ АЛЬН АЯ БИОСФ ЕРН АЯ ГЕОСИ СТ ЕМА Таблица Задачи по созданию Комплексной Красной книги Направления деятельности по Комплексной Красной книге природы и ноосферы Биологическое Почвенное Гидрологическое, Ноосферное геологическое Дальнейшее Подготовка Выявление водных Подготовка кадастра углубление почвенных объектов, подлежа- природно-культур биологической Красных книг щих особой охране, ного наследия краснокнижной субъектов в субъектах России деятельности Федерации Федерации Подготовка раз- Издание Создание системы Подготовка Красной дела по особой федеральной особой охраны книги объектов охране микроорга- Красной книги эталонных и редких природно-культур низмов почв России водных объектов ного наследия России с занесением России их в Красную книгу Усиление раздела Разработка Создание Красной Пополнение и утвер по особой охране методологии и книги редких и ждение кадастра беспозвоночных методики эталонных геоло- мирового природно животных создания гических, геомор- культурного Красной книги фологических, наследия почв мира палеонтологических, ландшафтных объектов Подготовка Развитие осо- Особая охрана Создание кадастра разделов по охране бой охраны водных, геологичес- природно-культур редких и исчезаю- городских ких и др. связанных ного наследия щих видов почв с ними объектов на городов организмов на урбанизированных урбанизированных территориях территориях Преодоление Установление Совместная приро- Междисциплинарная биологического и реализация доохранная деятель- деятельность по изоляционизма почвоведами ность геологов, гид- сохранению природ междисци- рологов, ландшафто- но-культурного плинарных ведов с биологами, наследия связей в охра- почвоведами и др.

не почв как специалистами компонента биосферы Возьмем Владимирское Ополье, которое в связи с высоким плодо родием почв оказалось переосвоенным с позиций оптимального процент ного соотношения природных и антропогенных экосистем. По Н.Ф. Ремер су, естественные экосистемы должны составлять: в тайге 80-90 % на севере и 45-50 % на юге, в зоне смешанных лесов – 30-35 %, в лесостепи 35-40 %, в степи 40-60 %.

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Ясно, что Владимирское Ополье (как и вся Владимирская область) нуждается в существенном расширении сети особо охраняемых природных территорий. И здесь крайне важно иметь необходимую информацию по ценным почвенным объектам (ЦПО) – претендентам на включение в ООПТ. К сожалению, такая информация долгое время отсутствовала.

Однако в последние годы она стала поступать в организации, возглавляющие работы по созданию Красной книги и кадастра особо ценных почв – в Подкомиссию по Красной книге и особой охране почв ДОП (председатель Е.Д. Никитин, секретарь Е.Б.Скворцова) и Комиссию по Красной книге почв (председатель Е.Д. Никитин, секретарь Е.П.

Сабодина) при Совете РАН по изучению и охране культурного и природного наследия (сопредседатели – академик Г.В. Добровольский и Е.П. Челышев). Так, обстоятельный материал по одному из ЦПО, присланный А.О. Макеевым, вошел в «Выдержки из 1-го выпуска Красной книги и кадастра особоценных почв России», опубликованные в виде приложения к классическому университетскому учебнику Г.В.

Добровольского и Е.Д.Никитина «Экология почв» (МГУ, 2006, 370 с.) Инерция по длительному втягиванию Владимирской области в работу по Красной книге почв наконец-то преодолена. Теперь крайне важно, чтобы эта работа активно продолжалась и дальше. Так как если появится первая Красная книга почв рассматриваемого субъекта Федерации, то и выход в свет его Комплексной Красной книги окажется не за горами.

ПОЙМЕННЫЕ ПОЧВЫ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ МОНГОЛИИ, ОСОБЕННОСТИ ИХ МОРФОЛОГИИ И СВОЙСТВ, ОБОСНОВАНИЕ ПУТЕЙ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ П.Н. Балабко, 1 А.А. Снег, 2 Д. Доржготов, 2 Р. Баатар, 2 О. Батхишег, Л.Л. Убугунов МГУ им. М.В. Ломоносова, г. Москва Институт географии АН Монголии Бурятский институт биологии СО РАН There are three types of floodplain soils in the northern part of Mongolia: the sod saturated soils, meadow saturated soils and swamp saturated soils. The distinguishing features of morphology of these soils are the presence of gley-forming and cryogenic processes. The content of nutrients is large but they are not available for plants for the most part. Some elements are scarce so mineral fertilizes are necessary.

The soil degradation in northern Mongolia is insignificant but there are some sources of soil cover disturbance.

СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ Б АССЕЙН К АК ФУНД АМЕНТ АЛЬН АЯ БИОСФ ЕРН АЯ ГЕОСИ СТ ЕМА Почвы речных пойм Северной части Монголии (рр. Орхон, Тола, Хара, Селенга) выполняют множество функций. Биогеоценозы пойм игра ют важную биосферную роль. Они являются биологическими фильтрами, задерживая сток элементов-загрязнителей в р. Селенгу и далее в оз. Байкал.

Материал, поступающий из горных пород, реки распределяют в виде аллю вия по пойме, большие аккумуляции горных пород в виде делювиальных отложений не создаются. В поймах происходит перераспределение поверх ностных и грунтовых вод, большинство пойменных почв накапливают и удерживают влагу.

Большая часть городов, аймаков, сомонов и отдельных юрт сосредо точена в долинах малых, средних и крупных рек Монголии поблизости от водных источников.

Пойменные почвы поддерживают жизнь многочисленной флоры и фауны, в экосистемах пойм сохраняется генофонд ценных лекарственных и медоносных растений. Реки и озера в долинах рек являются нерестилищами многих ценных рыб, Пойменные леса (уремы) являются убежищем для многих копытных животных. Пойменные луга – основная природная кормовая база животноводства Монголии.

Незначительная часть пойменных почв Монголии обладает благо приятными свойствами для выращивания овощных культур.

Истоки рек Монголии находятся в горах, поэтому в верхних течениях рек поймы не образуются или имеют незначительное развитие. По мере выхода рек с гор на равнину происходит формирование пойменной терра сы, где хорошо выражены притеррасная и центральная часть поймы, прирусловье не везде выражено, а иногда прирусловая часть поймы размыта боковой эрозией реки.

В значительной своей части поймы обследованных нами рек имеют выположенную поверхность, максимальные отметки флювиального рель ефа не превышают 3 м над меженным уровнем, поймы заливаются редко и высота летних паводков незначительна. В низовьях Орхона, например, пойма заливается раз в 8-10 лет, но бывают годы с катастрофическими паводками.

В поймах рек степной и таежной зоны Монголии развиты криоген ные процессы, ведущие к образованию бугристого нанорельефа. Он формируется на болотных или луговых почвах в верхней части профиля супесчаных или легкосуглинистых почв, где хорошо выражен глеевый горизонт. Характерной чертой морфологии профиля этих почв является наличие гумусовых затеков, языков и карманов, а также солевой корки на поверхности почвы.

В почвенном покрове пойм рек Монголии выделяется три группы типов насыщенных почв – дерновые, луговые и болотные.

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Дерновые насыщенные почвы развиваются на повышенных элементах рельефа прирусловой поймы в условиях преимущественно атмосферного увлажнения под разнотравно-мелкозлаковыми группиров ками. Данные почвы характеризуются укороченным профилем, маломощ ным гумусовым горизонтом. Для дерновых почв характерно рыхлое, грубоскелетное и грубогумусное микростроение, слабая агрегированность почвенной массы, отсутствие железистых макро- и микро-новообразований, а также новообразованного кальцита. Глинистой плазмы очень мало и нет признаков ее подвижности. Отличительной особенностью дерновых насы щенных почв бассейна р. Селенги является разнообразный петрографичес кий состав минерального скелета, присутствие, кроме кварца и полевых шпатов, большого количества крупных обломков магматических и мета морфических горных пород. Почвы характеризуются незначительным содержанием (1,8-2,4%) и запасами гумуса (0-20 см – 58;

0-50 см – 67;

0- см – 84 т/га), слабощелочной реакцией и низкой емкостью поглощения (20 35 мг-экв/100 г почвы), легким гранулометрическим составом, малой водо удерживающей способностью, удовлетворительно-хорошей водопроч ностью агрегатов, низкой обеспеченностью влагой и питательными элементами за летний период. Все это является основной причиной малой продуктивности и низкой агрономической ценности дерновых почв.

Луговые насыщенные почвы приурочены к выровненным участкам центральной поймы и формируются под злаково-богаторазнотравными или разнотравно-злаковыми ассоциациями при сравнительно благоприятном гидротермическом режиме. Для них характерно наличие мощного гумусо аккумулятивного горизонта, слабое оглеение средней и нижней части профиля. Для микростроения луговых насыщенных почв характерны: высо кая агрегированность и пористость верхнего горизонта, скоагулированное состояние гумусо-карбонатно-железистой и глинистой плазмы, муллевый тип гумуса, наличие многообразных форм обломочных и окристаллизован ных карбонатов, а также присутствие Мn-Fe-новообразований, что свиде тельствует о гидрогенной аккумуляции железа и кальция из грунтовых вод.

В микростроении исследованных луговых почв отчетливо проявляются признаки криогенной педотурбации: гнезда песчаного скелета в крупных порах, криогенная слоистая текстура, потечность гумусовой плазмы.

Для данных почв характерно высокое (6-10%) содержание гумуса и большие его запасы (0-20 см – 241;

0-50 см – 322;

0-100 см – 411 т/га), нейтральная и слабощелочная реакция среды, высокая емкость поглощения (40-80 мг-экв/100 г почвы). Эти почвы имеют тяжело- и среднесуглинистый гранулометрический состав, высокую степень агрегированности и большую водопрочность агрегатов, благоприятные показатели по обеспеченности подвижными элементами. Вместе с тем, в летний период происходит СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ Б АССЕЙН К АК ФУНД АМЕНТ АЛЬН АЯ БИОСФ ЕРН АЯ ГЕОСИ СТ ЕМА иссушение гумусового горизонта в пределах ВЗ-ВРК, что неблагоприятно сказывается на пищевом режиме почв.

Болотные насыщенные почвы формируются преимущественно в депрессиях притеррасной поймы под осоково-пурпурновейниковыми и осоково-хвощевыми сообществами в условиях постоянного и достаточного увлажнения и близкого залегания мерзлоты. Почвы длительное время находятся в мерзлом состоянии, медленно оттаивают, содержание влаги в них высокое, влага подпирается мерзлотой почти до конца лета. Почвы данного типа характеризуются наличием перегнойно-торфянистой дерни ны, сильного оглеения нижней части профиля. Глееобразование обусловли вает подвижность железистой плазмы и локализацию ее к крупным порам и ходам корней. Высокая обводненность болотных почв способствует разви тию большого числа диатомовых водорослей. В исследованных почвах присутствуют черты криогенной педотурбации.

Лугово-болотные насыщенные почвы обладают высоким содержа нием гумуса (7-10%) и его запасов (0-100 см – 800-850 т/га) и грубых орга нических остатков, отсутствием морфологически выраженных карбонатных и солевых образований. Они имеют нейтрально-щелочную реакцию среды, высокую емкость поглощения (30-60 мг-экв/100 г почвы), средне- и тяжело суглинистый гранулометрический состав и хорошую агрегированность, но низкую водопрочность. Однако избыточное увлажнение при очень близком залегании мерзлоты, служащей водоупором, резкий недостаток тепла и воздуха, слабая деятельность почвенной биоты, проявляющаяся в весенне раннелетний период, обусловливают низкое содержание подвижных элементов на фоне их больших валовых запасов.

Болотные и луговые почвы Северной части Монголии характери зуются высоким содержанием азота, фосфора, калия и серы, что свидетель ствует об их высоком потенциальном плодородии. Однако основная часть макроэлементов находится в малодоступных и недоступных растениям формах. Доля легкоподвижных соединений незначительна. Обеспеченность болотных и луговых почв нитратным азотом и обменным калием находится на низком уровне и мало изменяется в течение всего вегетационного периода. Содержание подвижного фосфора более динамично и зависит от степени увлажнения почвы.

В почвах дернового ряда содержание азота значительно ниже, а фос фора и серы – лишь немного уступает таковому в болотных и луговых поч вах. Обеспеченность дерновых почв нитратным азотом, подвижным фосфо ром и обменным калием низкая в течение всего вегетационного периода.

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

В пойменных почвах Северной части Монголии выявлен дефицит многих макро- и микроэлементов, поэтому необходимо применение мине ральных удобрений.

На основании морфологических и физико-химических свойств почв речных пойм северной части Монголии можно предложить дифференци рованный подход к использованию различных типов почв. На дерновых почвах необходимо снизить пастбищную нагрузку, исключить распашку под пропашные культуры. Болотные почвы необходимо сохранять в качест ве геохимических и биологических барьеров. Пахотнопригодными могут быть луговые почвы с большим содержанием гумуса и агрономически ценной структурой.

Отсутствие регулярной поемности следует компенсировать влагоза рядковыми поливами и применением незначительных доз минеральных удобрений. Как показал наш производственный опыт, создание оптималь ного пищевого и водного режима пойменных почв путем орошения и внесения минеральных удобрений в начальной фазе роста и развития растений увеличивает надземную и подземную биомассу естественных травостоев в 2-4 раза, улучшает биохимический состав кормов.

В настоящее время почвы речных пойм северной части Монголии слабо деградированы, но есть очаги нарушения почвенного покрова: сбой растительности и почв на стоянках скота у зимников, юрт и кошар, выдувание песка у русла рек и его аккумуляция на пойме, линейная эрозия дорожной сети, дефляция и эрозия земель, распаханных под овощные культуры. Имеет место нарушение пойменных земель при выемке песка и гравия для дорожно-строительных работ.

ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ПОЧВ И ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ НИХ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИХ ФРАКЦИЙ С.А. Шишов ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева, г. Москва This article is devoted to the termogravimetric characteristic temperatures of the alluvial soils and they granulometric fractions. Meanings of this temperatures are strictly connected with energy of activation of termoactive and termoinert organic matter and strength of connection of hygroscopic water with the organomineral matrix.

The difference of durability of organic compounds of different granulometric fractions and some regularities are shown in this item.

Высокое эффективное и потенциальное плодородие пойменных почв по сравнению с внедолинными, близость их к городам и селениям, располо СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ Б АССЕЙН К АК ФУНД АМЕНТ АЛЬН АЯ БИОСФ ЕРН АЯ ГЕОСИ СТ ЕМА женным по долинам рек, исторически определили особую роль пойменных агроландшафтов в развитии сельского хозяйства. Повышенный уровень плодородия аллювиальных темногумусовых почв (центральная пойма) по сравнению с автоморфными почвами бассейна реки обуславливается в значительной степени большим содержанием органического вещества на фоне утяжеленного гранулометрического состава.

Данная работа посвящена термогравиметрическим характеристикам аллювиальных почв, анализируя которые можно дать некоторую генера лизованную оценку их органическим компонентам. Несмотря на важность этих характеристик, термографическому исследованию аллювиальных почв вообще и термогравиметрическому, в частности, посвящено очень мало научных работ (Шурыгина, 1954;

Дубин, 1970;

Фильков, Пилипенко, 1977;

Shnitser, Hoffman, 1964).

Объектом исследования является пойма р.

Ока, одной из основных рек центрального федераль ного округа России. Особое внимание уделяется Дединовскому (с. Дединово, среднее течение р. Ока) и Сосновскому (Озерский район, с. Сосновка, верхнее-среднее течение) расширениям поймы.

Приведенные объекты расположены в Московской Рис. 1. Расположение области. Изучались почвы в основном центральной разрезов в ключевом части поймы, как наиболее важной в сельскохо- участке (в скобках зяйственном отношении. На Дединовском участке указаны номера поймы на косимом лугу были заложены разрезы: 1 – разрезов ключевого на аллювиальной тёмногумусовой гидрометамор- участка 7) физованной тяжелосуглинистой крупнопылеватой почве и 7 – на аллювиальной тёмногумусовой глееватой тяжелосуглинистой крупно пылеватой (Классификация и диагностика почв России, 2004). Вокруг каждого из них были заложены ключевые участки (рис. 1).

Аллювиальные почвы и выделенные из них гранулометрические фракции (метод Горбунова, без обработки образцов какими-либо химичес кими реагентами) анализировали дериватографическим методом на прибо ре марки Q-1500D системы Ф. Паулик, И. Паулик, Л. Эрдеи, завода МОМ, (Венгрия). Изменения свойств образца наблюдались в диапазоне темпера тур 20-1000С в атмосферном воздухе, при скорости нагрева печи 10/мин.

Аллювиальные темногумусовые почвы характеризуются значитель ным количеством гумуса (табл. 1), медленно снижающимся вниз по профилю. Наибольшее количество органического вещества содержится в образцах верхних горизонтов во фракции мелкой пыли, затем следует илистая, среднепылеватая фракции и физический песок. Вниз по профилю эта закономерность несколько изменяется.

IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

Таблица Среднее содержание гумуса по ключевым участкам (n=5) в аллювиальных темногумусовых почвах и выделенных из них гранулометрических фракциях Содержание гумуса, % от сух. Вклад фракций в общее Глубина почвы (размер фракции, мм) содержание гумуса, % № ключа взятия ил (0,001) ил (0,001) Горизонт почва физ. с. п. м. п. физ. с. п. м. п.

образца, в песок (0,01- (0,005- песок (0,01- (0,005 см целом (0,01) 0,005) 0,001) (0,01) 0,005) 0,001) AU1 0-3 8,1 4,2 7,1 10,9 8,5 44,2 12,0 23,9 19, AU2 3-22 5,0 1,9 5,0 8,1 6,9 31,0 13,3 28,0 27, ключ AU(q)1 30-40 2,9 0,8 2,8 5,5 4,8 22,0 9,6 24,5 43, AU(q)2 65-75 2,4 0,8 2,3 4,7 3,6 0,0 12,8 35,7 51, ~~ C(ca),q1 100-110 1,9 0,0 2,1 4,2 4,3 0,0 12,0 28,1 60, ~~ C(ca),q2 130-140 0,3 0,0 2,1 3,1 4,3 0,0 11,2 19,9 68, AU1 0-10 6,6 4,1 5,2 8,0 7,1 48,3 7,9 16,5 27, AU2 10-20 4,1 1,7 4,3 6,7 5,1 36,9 8,6 23,7 30, ключ AU(q) 30-40 2,4 0,5 3,1 4,8 5,1 25,6 6,0 12,9 55, AU(q),g 65-75 2,5 0,7 1,9 4,1 3,6 13,5 10,3 23,6 52, ~~ C(ca),g 90-100 2,6 0,0 2,1 3,2 4,6 0,0 10,3 20,3 69, *Курсивом представлены значения, приведенные по опорному разрезу Более детально охарактеризовать органическое вещество почв позволяет термогравиметрический метод анализа.

На основе работ Шурыгиной, 1971;

Травниковой, 1985, Кончица, Черникова, 1979, Shnitser, 1964, Turner, 1962 и др. диапазон температур, в пределах которого анализировались изменения свойств почв и грануло метрических фракций, был разбит на 10 подинтервалов, в которых происхо дят качественно отличающиеся друг от друга преобразования образцов. На рис. 2 приведены термогравиметрическая (ТГ), дифференциально-термо гравиметрическая (ДТГ) и дифференциально-термическая (ДТА) кривые с отображенными на них всеми встречающимися в исследуемых образцах температурными эффектами. Большинство эффектов в той или иной степени выражены у всех исследуемых групп образцов. Однако значения температур, при которых происходят преобразования образцов, варьируют в значительной степени (табл. 2). Хорошая воспроизводимость термо гравиметрического анализа делает этот факт еще более интересным.

Интенсивный пиролиз термоактивного органического вещества (разрушающегося при более низких температурах, эффект Г) начинается в илистой фракции при меньших температурах по сравнению с фракцией физического песка (229 и 245С соответственно). Следовательно свойства СЕКЦИЯ 1. РЕЧНОЙ Б АССЕЙН К АК ФУНД АМЕНТ АЛЬН АЯ БИОСФ ЕРН АЯ ГЕОСИ СТ ЕМА термоактивного гумуса гранулометрических фракций разной размерности не одинаковы. Температура начала пиролиза органического вещества теснейшим образом свя зана с энергией активации (Е) – показателем отража ющим затраты энергии, необходимой для разруше ния внутримолекулярных связей вещества, характе ризующим не только сложность структуры, но и энергетическую устойчи вость вещества. При тем пературе Г в образце на капливается достаточное для разрушения связей термоактивного органи ческого вещества коли чество энергии. Это свиде тельствует о том, что с Рис. 2. Кривые ТГ, ДТГ и ДТА (условные), увеличением размерности отображающие все температурные эффекты, встречающиеся в исследуемых частиц термоактивный гу образцах (на кривой Т указаны средние мус становится все более значения температурных интервалов для прочным. Данное обстоя почвы в целом) тельство подтверждается тем фактом, что пиролиз термоактивного органического вещества и заканчивается в более крупных фракциях при более высоких темпера турах. Так, для фракций размерности физического песка температура конца пиролиза (эффект Д) составляет 380С, в то время как для илистой фракции этот показатель равен 302, а для почвы в целом 347С.

Конец пиролитической диссоциации органического вещества (эффект Ж) иначе связан с размерностью гранулометрических фракций.

При наиболее низких температурах «выгорает» термоинертное органичес кое вещество фракции физического песка (532С), затем следует илистая фракция (539С), мелкопылеватая (548С) и среднепылеватая (556С). Та кая последовательность фракций по прочности связи термоинертного гуму са определяется, по всей видимости, их минералогической составляющей.

Из табл. 2 следует, что с уменьшением размерности грануломет рических фракций и увеличением содержания органического вещества возрастает прочность связи гигроскопической воды с образцом. Так, если IV МЕЖДУНАРОДНАЯ «ЭКОЛОГИЯ Н АУ ЧН О-ПРАКТИ ЧЕСК АЯ КОНФЕРЕН ЦИЯ РЕЧНЫХ Б АСС ЕЙН ОВ»

во фракции физического песка испарение адсорбционной влаги заканчи вается в среднем при 101С (эффект В), то во фракции ила эта температура равна уже 137С. В почве же в целом этот показатель равен 116С.

Таблица Некоторые статистические показатели характеристических температур эффектов термогравиметрической кривой Температурные эффекты Пиролиз Пиролиз Статисти- Испарение Изменения Образец термоактивно термоинерт ческие адсорбиро- минеральной й части ной части показатели ванной воды составляющей гумуса гумуса А Б Г Е З И К В Д Ж Среднее*, °С 23,1 36,7 101,4 244,5 380,4 450,9 531,8 - 682,6 физ. песок Максимум,°С 25 61 142 289 430 480 586 - 810 Минимум, °С 21 23 74 169 310 402 480 - 585 **, °С 1,2 9,0 18,2 22,1 28,6 26,7 25,5 - 70,8 n*** 27 23 27 26 27 9 27 0 14 Среднее, °С 21,7 37,1 109,3 236,1 352,8 448,8 556,1 - 727,0 920, Максимум,°С 25 51 126 268 372 495 582 - 810 с. п.

Минимум, °С 17 25 78 210 311 400 518 - 635, °С 2,4 7,2 12,0 14,6 17,6 29,1 16,2 - 52,4 n 27 27 27 27 27 23 27 0 26 Среднее, °С 21,9 39,5 120,6 221,0 343,3 459,7 548,2 - 798,5 946, Максимум,°С 25 50 151 238 404 534 573 - 897 м. п.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 15 |
 










 
© 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.