3 курс / 2 семестр / Экология ландшафтов / Глазовская_2012

Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)

Литература

1.Штина Э.А., Голлербах М.М. Экология почвенных водорослей. М.: Наука. 1976. 143 с.

2.Штина Э.А. Почвенные водоросли как экологические индикаторы // Ботанический журнал, 1990. Т. 75, N4. С. 441-452

3.Голлербах М.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли. Л.: Наука. 1969. 228 с.

4.Дорохова М.Ф., Патова Е.Н. Почвенные водоросли // Природная среда тундры в условиях открытой разработки угля (на примере Юньягинского месторождения). Сыктывкар. 2005. С. 126-143

5.Дорохова М.Ф. Сообщества почвенных водорослей как индикаторы состояния почв в районах нефтедобычи // Водоросли: таксономия, экология, использование в мониторинге. Екатеринбург: УрО РАН. 2011. С. 281-287

6.Dorokhova M. Diatoms as indicators of soil conditions in regions of oil production // Oceanological and Hydrobiological Studies. 2007. Vol.XXXVI. Suppl. 1. P. 1-7

УДК 631.47

ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТОВ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ОЗЕР БАРГУЗИНСКОЙ ВПАДИНЫ

С.Г. Дорошкевич

Геологический институт СО РАН, Улан-Удэ, e-mail: [e-mail]

Ландшафтно-геохимическая система характеризуется спецификой взаимодействия ее составляющих: горныепороды–почвы–растительныйпокров–природныеводы.Этисоставляющиесоздаютприсущиесистеме индивидуальные черты миграции, трансформации и аккумуляции вещества [1]. Ведущую роль в миграции, перераспределениии,втомчисле,накоплениихимическихэлементоввландшафтно-геохимическихпроцессах занимают почвы [2]. Почва, имея полифункциональные свойства, выступает как система геохимических барьеров [3]. В зависимости от места формирования в одном типе почв могут быть представлены различные сочетания геохимических барьеров, каждому из которых присуща своя ассоциация химических элементов. Содовые и сульфатные озера представляют собой ландшафтно-геохимические системы, в которых высокие концентрации в рапе карбонатов, гидрокарбонатов или сульфатов, создают специфические условия накопления ряда элементов [4]. В поверхностных водах содовых озер концентрации микроэлементов прямо пропорциональны их минерализации; в сульфатных же такой зависимости не наблюдается [5]. В связи с этим нами проведено изучение особенностей распределения химических элементов в почвах и растительности прилегающих ландшафтов минеральных озер.

Для почв в зоне влияния минеральных озер были составлены ассоциации химических элементов по их валовым содержаниям в убывающей последовательности (табл.). Общим для всего комплекса почв прилегающих ландшафтов минеральных озер является преобладание в почве таких элементов, как Si, Ca,Al.

Таблица 1

Геохимические ассоциации химических элементов почв прилегающих ландшафтов минеральных озер Баргузинской впадины

	Озеро	Ландшафт	Геохимический ряд
		Пойменный	Si>Ca>Al>Na>Mg>K>Fe>Ti>Ba=Sr>P>Mn>Zr>
			Rb>Ce>V>La>Zn>Cr>Y>Nb>Li>Co=Cu>Sn>Ni
	Большое
		Прибрежная линия	Si>Al>Ca>K>Na>Fe>Mg>Ti>Ba>Sr>P>Mn>Zr>
	Алгинское		Rb>Ce=V>La>Cr>Y>Pb>Ni>Li>Nb>Co=Cu
		Степной	Si>Al>Ca>Fe>Mg>Na>K>Ti>Ba>Sr>Mn>P>Zr>
			V>Rb>Ce>Zn>Cr>La>Li>Ni>Y>Co=Cu>Nb>Sn
		Пойменный	Si>Ca>Al>Na>K>Mg>Fe>Ti>Zr>Ba>Sr>P>Mn>
			V>Rb>Zn>Ce>Cr>La>Ni=Y>Pb>Li>Nb>Cu>Co
	Саган Нур	Прибрежная линия	Si>Ca>Al>Na>K>Mg>Fe>Ti>Ba>Sr>Mn>P>Zr>
			V>Rb>Ce>Cr>Zn=La>Pb>Ni=Y>Nb>Co>Li>Cu
		Степной	Si>Ca>Al>Na>K>Fe>Mg>Ti>Ba>Sr>Mn>P>Zr>
			V>Rb>Ce>Cr>Zn=La>Ni>Y>Li>Cu>Nb>Co
		Пойменный	Si>Ca>Al>Na>K>Mg>Fe>Ti>Ba>Sr>Mn>P>Zr>
			V>Rb>Ce>Cr>La>Zn>Y>Ni>Nb=Pb>Co >Li>Cu
	Нухэ Нур	Прибрежная линия	Si>Ca>Al>Mg>Na>K>Fe>Ti>Ba>Sr>Mn>P>Zr>
			Rb>V>Ce>Cr>La>Zn>Ni>Y>Cu >Nb>Co=Li
		Степной	Si>Ca>Al>Na>K>Mg>Fe>Ti>Ba>Sr>Mn>P>Zr>
			Rb=V>Ce>Cr>La>Zn>Y>Ni>Cu >Nb>Li>Co
		Пойменный	Si>Al>Ca>Na>K>Mg>Fe>Ti>Ba>Sr>Mn>P>Zr>
	Нухэ Нур-II		Rb>V>Ce>Cr>Zn>La>Ni> Li=Y>Cu>Co>Nb
		Степной	Si>Al>Ca>Fe>Mg>Na>K>Ti>Ba>Mn>Sr>P>Zr>
			V>Rb>Ce>Cr>Zn>La>Li> Ni>Y>Cu>Nb>Co>Sn

В почвах и растительности пойменного ландшафта выявлена прямая зависимость от содержания

110

Доклады Всероссийской научной конференции

ряда химических элементов в водах минеральных озер. В почвах пойменных ландшафтов сульфатных озер содержание таких химических элементов, как Fe, Li, Sr и Rb выше, а Ва - ниже, чем содержание этих же элементов в почвах прилегающих ландшафтов содовых озер. Для растений подобная зависимость отмечена для Sr и Ва (рис. 1).

Рис. 1. Содержание некоторых химических элементов в почвах и растительности пойменных ландшафтов минеральных озер Баргузинской впадины Забайкалья

Литература

1.Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа. 1975. 342 с.

2.Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеяние. М.: Мысль. 1983. 272 с.

3.Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высш. шк. 1988. 328 с.

4.Обожин В.Н., Богданов В.Т., Кликунова О.Ф. Гидрохимия рек и озер Бурятии. Новосибирск: Наука. 1984. 152 с.

5.Плюснин А.М., Чернявский М.К., Перязева Е.Г., Чинавлев А.М. Гидроминеральные ресурсы // Разведка и охрана недр. 2007. № 12. С. 56-61

УДК 550.84:262.02

ЭФФЕКТИВНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПОИСКОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ НА ЮГЕ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

Н.Н. Дундуков, А.А. Мясников

ФГУГП «Урангеологоразведка» БФ «Сосновгеология», Иркутск, e-mail: [e-mail]

Территория юга Восточной Сибири характеризуется высоким минерально-сырьевым потенциалом и широким разнообразием полезных ископаемых, как металлических (полиметаллы, золото, уран, молибден, вольфрам, бериллий, олово, тантал, ниобий, медь, хром, ртуть, никель, хром), так и неметаллических (флюорит, стронций, апатит, фосфориты, бокситы, каменная соль, тальк, магнезит, хризотил-асбест, графит, микрокварциты,керамическиепегматиты,мрамор,гипс,химическичистыеизвестняки)игорючих(каменный уголь, природный газ и нефть).

Вышеперечисленные полезные ископаемые проявляют себя в различных ландшафтно-геохимических условиях, оказывающих существенное влияние на эффективность проводимых здесь геологоразведочных работ, и поэтому учет особенностей конкретных геохимических ландшафтов обязательны.

Геохимические методы поисков являются неотъемлемой и обязательной частью комплекса

111

Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)

геологоразведочных работ. Такое широкое применение этих методов обусловлено их высокой геологической эффективностью и сравнительно низкими финансовыми затратами по сравнению с другими методами, например, геофизическими. Высокая геологическая эффективность геохимических методов доказана практикой многолетнего их использования в Казахстане, Забайкалье, Прибайкалье и в других регионах.

Для эффективного применения геохимических поисковых методов крайне необходимо выполнять ландшафтно-геохимическое районирование по условиям ведения геохимических прогнозно-поисковых работ. Ландшафтно-геохимическое районирование заключается в выделении районов (площадей), различающихся по трудности достоверного опоискования и условиям проведения геохимических поисков. Выполненное ландшафтно-геохимическое районирование позволяет не только поставить на научную основу ведения текущих и планируемых, в том числе и опережающих геохимических поисков, но и оценить достоверность ранее проведенных поисково-оценочных работ и необходимость возвратиться к ревизии «старых» площадей с наиболее рациональным комплексом геохимических поисковых методов повышенной разрешающей возможности.

Рассматриваемый регион находится между 50-56° с.ш. и 102-114° в.д. почти в центре Азиатского континента и занимает площадь более 500 тыс. км2.

Врезультате выполненных многолетних исследований по многоцелевому геохимическому картированию масштаба 1:1000 000 с применением компьютерных технологий на территорию юга Восточной Сибири составлены ландшафтные и ландшафтно-геохимические карты масштаба 1:1000 000. На основе этих карт с использованием результатов опытно-методических геохимических работ на известных крупных месторождениях (Zn, Pb, Cu, U, Hg, Au, Mn, Sr и др.) выполнено ландшафтно-геохимическое районирование

исоставлены карты условий ведения геохимических поисковых работ. По этим картам на территории юга ВосточнойСибиривыделенотрикатегорииплощадей(I,II,III).Каждаяизниххарактеризуетсяопределенным типом гипергенной миграции химических элементов, вполне конкретными условиями формирования литохимических вторичных ореолов и потоков рассеяния и соответственно наиболее рациональным и эффективным комплексом применяемых поисковых геохимических методов.

I категория площадей охватывает области распространения высокогорного и среднегорного резкорасчлененного эрозионно-экзарационного рельефа и интенсивных новейших поднятий. Абсолютные высоты рельефа - до 3000-3500 м, относительные превышения - до 1000 м, крутизна склонов - 15-35° и более. Сюда относятся системы таких хребтов как Баргузинский, Северо-Муйский, Южно-Муйский, Байкальский, Улан-Бургасы, Икатский, Прибайкальский, Восточный Саян, Хамар-Дабан.

Эта категория площадей включает горные субарктические (альпинотипные), горные тундровые

илесотундровые ландшафты, для которых характерно интенсивное физическое выветривание и резкое преобладание механического переноса веществ. Ведущим геохимическим гипергенным процессом здесь являетсякриогенныймеханогенез.Наплощадяхэтойкатегориипреобладаютгравитационные(обвальные)

идефлюкционно-гравитационные отложения накапливающиеся у подножия склонов, их мощность колеблется от 1 до 2-3 м. Этот тип площадей в сравнении с другими характеризуется максимальной обнаженностью.

На площадях этой категории развиваются сильно смещенные крупнообломочные вторичные ореолы

имеханические потоки рассеяния. В подобных ландшафтно-геохимических условиях рациональным комплексомгеохимическихметодовпригеологосъемочныхипоисковыхработахмасштаба1:200000-1:50000 (1:25 000) является сочетание метода поисков по потокам рассеяния со шлиховым и шлихо-геохимическим опробованием. Поиски по первичным ореолам в масштабе 1:50 000-1:25 000 необходимо применять на полностью обнаженных участках для выявления объектов, руды которых характеризуются так называемой «безминеральной» формой нахождения металлов, тонкорассеянной вкрапленностью полезных минералов и эндогенных ореолов, связанных со слепым оруденением.

Вкомплексе с основными применяемыми литохимическими методами рекомендуется в качестве вспомогательных использовать гидрохимические поиски по подземным водам в нижних частях склонов.

На участках, частично обнаженных и перекрытых покровом автохтонных рыхлых отложений мощностью до 1-2 м распространены горные тундровые и лесотундровые ландшафты. Формирующиеся в этих условиях вторичные литохимические ореолы рассеяния механические, открытые, преимущественно диффузионного типа, нормальной интенсивности. Ведущими на данной площади являются литохимические поиски по вторичным ореолам рассеяния.

По условиям ведения геохимических поисков эта категория площадей относится к открытому типу и для неё эффективны все методы геохимических поисков.

II категория площадей характеризуется развитием слаборасчлененных и расчлененных низких гор, плато и плоскогорий с абсолютными отметками рельефа 1200-1500 м и относительными превышениями - 200-300 м, крутизна склонов - 5-10°. Площади II категории охватывают территорию Лено-Ангарского плато, Витимского плоскогорья, включая хребты Худанский, Зусынский, Байсыхан. Эта категория площадей включает горные таежные смешанные (хвойно-мелколиственные), таежные хвойные, таежные смешанные (хвойномелколиственные) ландшафты.

Разрез склоновых отложений сложный, здесь распространены разновозрастные, нередко двухтрехчленные склоновые образования солифлюкционно-делювиального, солифлюкционно-пролювиального генезиса, преобладающая мощность которых колеблется в интервале 2,5-4,0 м, достигая иногда от 6-8 м

идо 10-20 м. Среди этих отложений верхний слой зачастую представлен дальнеприносимым материалом, перекрывающим вторичные литохимические ореолы. Коренные обнажения горных пород в этих условиях

112

Доклады Всероссийской научной конференции

редки.Ведущимигеохимическимигипергеннымипроцессамиявляютсякриогенныймеханогенез,гуматогенез, глеегенез. На площадях II категории развиты литохимические вторичные ореолы рассеяния дефлюкционного типа, преимущественно закрытые, ослабленные у поверхности. Открытые вторичные ореолы рассеяния характерны для верхних участков склона и закрытые для средних и их нижних частей.

Валлювиальных и пролювиальных отложениях гидросети данной категории площадей развиваются протяженные и интенсивные литохимические потоки рассеяния. По условиям ведения геохимических поисков эта категория площадей является полузакрытой. Из геохимических методов здесь наиболее рационально применение поисков по литохимическим и гидрохимическим потокам рассеяния в комплексе

сбиогеохимическим опробованием. Поиски по вторичным ореолам рассеяния в поверхностном варианте применимы только в пределах верхних частей склонов и в глубинном варианте в нижней половине склонов (скважинное геохимическое опробование).

НаIII категорииплощадейразвитымногочисленныетипычетвертичныхотложениймощностьюобычно более 10-20 м (до 100 м и более). Широко распространены аллювиальные, аллювиально-пролювиальные, эоловые, ледниковые и флювиогляциальные отложения. В эту категорию включены площади мезозойских и кайнозойских впадин, такие как Баргузинская, Верхне-Ангарская, Муйская, Ципиканская, Сосновоозерская, Тункинская, Предбайкальская, а также покровы базальтов кайнозойского возраста, развитые на Витимском плоскогорье. Эта категория площадей охватывает степные и луговые ландшафты аккумулятивных равнин межгорных впадин и долин.

Ведущими гипергенными геохимическими процессами являются гуматогенез, кальцитогенез, глеегенез. Площади данной категории характеризуются закрытыми (погребенными) литохимическими вторичными ореолами и литохимическими потоками рассеяния, а гидрохимические потоки рассеяния здесь являются ослабленными. Эта категория площадей относится к закрытому типу. В случае очевидной перспективности районов данной категории применимы технические средства геохимических поисковых работ - скважинное геохимическоеопробованиевкомплексесбиогеохимическимопробованиемиатмохимическимиисследованиями.

Вцелом территория юга Восточной Сибири является вполне благоприятной для эффективного применения наиболее простых в технологическом отношении геохимических поисковых методов.

Как следует из вышесказанного, на большей части изученной территории юга Восточной Сибири при средне- и крупномасштабных геологосъемочных, поисковых, прогнозно-поисковых и геофизических работах ведущая роль принадлежит наиболее простым и экономичным методам геохимических поисков, а именно литохимическим поискам по потокам и вторичным ореолам рассеяния. Вместе с тем необходимо использование более усложненных методов геохимических исследований: литохимические поиски по вторичным ореолам рассеяния в глубинном варианте,сприменениеммелкихскважин,атакже и других глубинных поисковых методов - гидрогеохимического, биогеохимического и атмохимического.

Картыландшафтно-геохимическогорайонированияюгаВосточнойСибирипоусловиямведениягеохимических прогнозно-поисковых работ, отражающие пространственное размещение трех категорий площадей рассматриваются как объективная научная основа для целенаправленного долгосрочного планирования средне- и крупномасштабных геологосъемочных, поисковых,поисково-оценочных,прогнозно-поисковыхигеофизическихработ.

УДК 631.4

РАДИОНУКЛИДНЫЙ СОСТАВ ПОЧВ ВЫСОКОГОРНЫХ ЛАНДШАФТОВ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО АЛТАЯ

И.А. Егорова, Ю.В. Кислицина, А.В. Пузанов

ИВЭП СО РАН, Барнаул, e-mail: [e-mail]

Естественныйрадиационныйфонформируетсякосмическимизлучениемиприроднойрадиоактивностью горных пород и почвы. В основном, радиационный фон вне помещений формируют радионуклиды земного происхождения 40К и радиоизотопы радиоактивных рядов распада 238U и 232Th, которые обусловливают 35, 25 и 40 % мощности дозы гамма-излучения соответственно.

Безусловно, большое значение имеет исследование биогеохимической судьбы 137Сs на данной территории, так как он является индикатором былого радиоактивного загрязнения окружающей среды, связанного с испытаниями ядерных устройств на Семипалатинском полигоне.

Цель исследования – изучить особенности распределения естественных радионуклидов (238U, 232Тh,40К) и Cs137 в высокогорных почвах Северо-Западного Алтая.

Задачи:

1)исследовать внутрипрофильное распределение радионуклидов в высокогорных почвах СевероЗападного Алтая;

2)изучить связь уровня концентраций радионуклидов с физико-химическими свойствами почв. Объекты исследования – горно-тундровые, горно-луговые и горно-лугово-степные почвы. Горно–

тундровые почвы формируются в верхней части высокогорного пояса в условиях низких температур и значительного атмосферного увлажнения под моховой, лишайниковой, кустарниковой и травянистой растительностью на щебнисто - каменистом элювии или элювио–делювии сланцев, гнейсов, песчаников и гранитов.

Горно–луговые почвы развиваются на суглинистом сильнощебнистом элювии, элювио – делювии (гранитов, песчаников, сланцев), на ледниковых и делювиальных отложениях. Среди почв преобладают легко - и среднесуглинистые разновидности. Песок и крупная пыль являются основной составляющей мелкозема.

113

Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)

Горно-лугово-степные почвы развиваются в более засушливом лугово-степном поясе гор, под субальпийской остепненной растительностью, преимущественно на продуктах выветривания карбонатных пород. Для них характерно формирование более мощной дернины и более развитого гумусового горизонта с порошистой структурой. Они образуются на менее выщелоченных почвообразующих породах в условиях периодически промывного водного режима.

Физико-химические свойства почв охарактеризованы в таблице 1.

Таблица 1

Физико-химические свойства высокогорных почв и внутрипрофильное распределение радионуклидов

Генети-		Глубина		Гумус	Физ.	Ил	238	U	232	Th	40	K	137	Cs
ческий		образца,	рН		глина
горизонт		см			%					Бк/кг
					Горно-тундровые
	Горно-тундровая автоморфная, Тигирекский хребет, бассейн р. Иня. Разрез 9
Ад		0-9	6,4	8,3	26,3	3,7	39,1		33,1		586,5		79
А1		10-20	5,4	7,7	30,6	3,8	42,8		34,1		865		-
В1		20-30	5,2	2,0	34,4	5,8	27,3		25,4		734		-
ВС		35-45	4,9	2,7	41,7	10,1	38,1		32,9		841		-
С		50-60	5,1	2,6	35,8	14,9	31,7		30,5		716		-
		Горно-тундровая, Тигирекский хребет, бассейн р. Иня. Разрез 10
Ат		0-10	4,7	12,1	24,4	8,2	42,7		26,6		506		179
С		20-30	5,0	2,2	29,3	12,5	32,5		26,4		682		-
		Горно-тундровая, Тигирекский хребет, бассейн р. Иня. Разрез 12
А1		2-10	4,5	9,0	30,8	7,9	27,4		19,3		301,5		111
АС		10-20	4,6	8,3	37,1	12,7	37,6		25,1		424		10
С		30-35	5,0	6,3	35,6	9,1	32,2		25,8		407		-
Горно-тундровая торфяно-перегнойная, Тигирекский хребет, бассейн р. Иня. Разрез 14
Ат		0-10	5,1	42,8	12,2	1,0	15,4		10,9		158		239
Ап		10-15	4,6	27,9	26,5	8,1	-		-		-		-
ВС		20-25	4,9	8,2	34,2	14,7	26,3		28,1		607		15
		Горно-тундровая, Коргонский хребет, верховье р. Коргон. Разрез 5
Ад		0-10	4,9	12,8	18,3	9,12	31,9		24,5		379,5		78
АВ		10-15	4,8	10,1	41,6	5,2	21,8		26,8		395,5		9
В		20-25	4,7	5,2	36,6	11,32	29,5		31,5		478		3
	Горно-тундровая олуговелая, Коргонский хребет, верховье р. Коргон. Разрез 7
Ад		0-10	4,3	11,8	27,8	10	20,4		21		265		42
АВ		10-20	4,7	6	48,8	16,8	24,7		19,8		309,5		17
В		25-35	5,1	3,9	9,6	2,4	31,1		23,3		342		-
ВС		50-60	5,3	3,3	36,8	10,1	24,7		19,1		264		-
					Горно-луговые
		Горно-луговая, Тигирекский хребет, бассейн р. Белая. Разрез 03
Ад		0-8	4,3	23,5	6,7	0,0	35,9		25,3		379		64
АВ		10-20	4,5	6,0	43,8	13,4	41,4		39		598		-
В		20-30	4,9	3,6	34,0	18,0	46,5		41,4		628		-
ВС		40-80	4,8	3,7	39,6	18,5	54,9		46,4		574		-
С		> 80	7,1	0,3	50,6	34,3	53,0		49,3		692		-
		Горно-луговая, Тигирекский хребет, бассейн р. Иня. Разрез 11
Ад		0-10	4,5	10,5	12,2	5,6	27,4		13,5		210		167
А1		10-20	4,6	7,8	27,0	7,2	35,9		9,4		185		9
		Горно-луговая, Тигирекский хребет, бассейн р. Иня Разрез 15
Ад		0-10	5,2	19,6	23,1	12,2	22,5		28,3		566		50
	Горно-лугово-степная, Тигирекский хребет, бассейн р. Белая. Разрез 4
Ад		0-10	4,2	27,2	20,4	5	25,5		20,0		278		102
АС		10-20	4,5	9,5	42,4	14,4	29,6		55,8		488		-
С		50-60	7,2	3,7	22,3	9,2	17,7		16,2		998		-
		Горно-луговая., Коргонский хребет, верховье р.Коргон. Разрез 6
Ад		0-10	4,4	10,3	30,6	8,6	30,2		22,5		322		203
АВ		10-20	4,6	3,4	53,5	14,2	47,9		23,2		349		4

114

Доклады Всероссийской научной конференции

Генети-	Глубина		Гумус	Физ.	Ил	238	U		232	Th	40	K	137	Cs
ческий	образца,	рН		глина
горизонт	см			%						Бк/кг
В	40-50	5	4	31,9	11,6	21,2			33,5		474		-
		Горно	-луговая, Королевский белок. Разрез 8
Ад	0-10	5,6	5,6	37	10,2	30,3			17,2		164,5		147
А	10-20	4,8	3	10,6	2,8	48,9			18,9		347		3
АВ	30-40	5,3	1,2	52	5,3	18,3			15,1		173		-
В	50-60	5,1	1	18,3	9,6	8,6			7,0		312		-

Примечание: прочерк – не обнаружено

Степень радиоактивности почв зависит от содержания естественных радионуклидов в почвообразующих породах. Максимальная радиоактивность обнаружена в почвах, сформированных на кислых магматических породах, а наиболее высокая концентрация радионуклидов наблюдается в мелкодисперсной фракции почв – в глинистых частицах [1]. Кроме того, уровень радиоактивности почв зависит от ландшафта, климатических условий, процессов вертикальной и горизонтальной миграции в почвах, их биологической аккумуляции и т.д. [2].

Гранулометрическое и петрографическое разнообразие верхних горизонтов в регионе исследования обуславливаютширокийдиапазонконцентрацийизучаемыхрадиоактивныхэлементов(см.таб.1).Одинаковые по происхождению почвообразующие породы Северо-Западного Алтая различаются между собой по содержанию этих элементов.

Удельная активность 238U в горно-тундровых почвах Северо-Западного Алтая варьирует незначительно (см. табл.1), максимальный уровень удельной активности урана, составляет 42,8Бк/кг.

Среднее содержание урана-238 в исследуемых почвах находится на уровне кларка и составляет 34,8 Бк/кг. Для некоторых почвенных разрезов отмечается биогенное накопление. Наиболее высокий уровень удельной активности урана-238 характерен горно-луговым почвам.

Удельная активность 232Th в горно-тундровых почвах Северо-Западного Алтая также варьирует незначительно(см.табл.1).Всреднемудельнаяактивностьрадионуклидасоставляет25,5Бк/кг.Максимальный уровень удельной активности тория для горно-тундровых почв составляет 34,1 Бк/кг, а для горно-луговых почв - 49,3 Бк/кг (см. таб. 1).

Внутрипрофильное распределение 40К в почвах различное, что объясняется формированием этих почв на разных почвообразующих породах. В большинстве случаев 40К относительно накапливается в гумусовом горизонте.

Удельная активность 40K в исследуемых почвах значительно варьирует, средняя удельная активность составляет 487,4 Бк/кг (см. табл.1). Максимальный уровень удельной активности калия для горно-тундровых почв составляет 865 Бк/кг, а для горно-луговых почв - 998 Бк/кг соответственно (см. таб. 1).

Внутрипрофильное распределение естественных радионуклидов, в целом носит аккумулятивный характер.

Плотность загрязнения почв 137Сs зависит как от количества исходно выпавших продуктов радиоактивного распада, так и от современного состояния почвенного покрова. Выпавшие на поверхность почв искусственные радионуклиды включаются в биогеохимические циклы и их дальнейшая «геохимическая судьба» определяется ландшафтными особенностями территории [3].

Ведущими факторами, определяющие поведение 137Сs в профиле, являются физико-химические свойства почв, тип почвообразования и положение почвы в ландшафтно-геохимической системе [4].

Впрофиле исследованных горно-тундровых, горно-луговых и горно-лугово-степных почв СевероЗападного Алтая максимальное количество 137Сs обнаружено в верхнем дерновом горизонте (0-10 см), и лишь незначительно нуклид мигрирует по толще почвенного профиля (см. табл.1).

Наблюдается существенное варьирование удельной активности загрязнения 137Сs в данном регионе исследования, что определяется как исходными контрастными выпадениями в условиях высотной поясности Тигирекского и Коргонского хребтов, так и пестротой почвенного покрова горных экосистем и ландшафтногеохимическими обстановками, определяющими дальнейшую биогеохимическую судьбу радионуклида.

Особенностью внутрипрофильного распределения радионуклида в исследованных почвах является сосредоточение его в верхнем 10-см слое гумусового горизонта, где обнаружены значимые (>2Бк/кг) его количества. С глубиной концентрация 137Сs резко падает (<2Бк/кг) и ниже 15 см обнаруживается очень редко.

Вгорно-тундровых почвах высокогорий, формирующихся в условиях переувлажнения и недостатка тепла, выявлены аномальные по уровню загрязнения 137Сs концентрации (106-239 Бк/кг), превышающие в несколько раз фоновые значения. Около 95 % загрязнения сосредоточено в верхнем 2-5 см.

Максимальный уровень удельной активности радионуклида (203 Бк/кг) отмечен в поверхностном слое (0-5 см) дернового горизонта Ад горно-луговой почвы. Высокая удельная активность верхнего горизонта обусловлена, по-видимому, наличием оторфовонного слоя, а также высоким содержанием органического вещества.

Таким образом, выявлена существенная неоднородность в содержании естественных радиоактивных элементов и значительная пестрота удельной активности 137Сs в почвах Северо-Западного Алтая, что обусловлено контрастностью почвообразующих пород, физико-химическими свойствами почв, ландшафтно-

115

Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)

геохимическими условиями миграции и аккумуляции элементов.

Литература

1.Дричко, В.Ф. Частотное распределение концентраций радия-226, тория-228 и калия-40 в различных почвах // Почвоведение. – 1977. – № 9. – С 75-80

2.Перельман А.И. Геохимия ландшафта.- М.: Высш. шк. 1966.- 392 с.

3.Мальгин, М.А., Пузанов А.В. Цезий –137 в почвах Алтайского края // Сибирский экологический журнал. – 1995. – № 6. – С. 499-509.]

4.Котова А.Ю., Санжарова Н.И. Поведение некоторых радионуклидов в различных почвах // Почвоведение.- 2002.- № 1.- С. 108-120.

5.Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов.- М.: Недра. 1994.- 304 с

УДК 581.526.533:581.13:574.36

ЗАПАСЫ АЗОТА, УГЛЕРОДА В КУСТАРНИЧКОВО-ЛИШАЙНИКОВО-МОХОВОЙ ТУНДРЕ

Г.Я. Елькина, Е.М. Лаптева

Институт биологии Коми научного центра УрО РАН, Сыктывкар, [e-mail]

Сособенностяминакопленияорганическоговеществаибиогеохимическогокруговоротауглерода,азота

взначительной мере связаны специфика формирования почвенного профиля и, особенно, состав почвенного органического вещества. Но в то же время запасы фитомассы, мортмассы и аккумуляция в них азота, углерода

взоне Большеземельской тундры изучены недостаточно.

Исследования проводили в Воркутинском районе Республики Коми, в кустарничково-лишайниково- моховойтундресморозобойнымипятнами(67°35.4′с.ш.,64°09.9′в.д.,150мн.у.м.).Площадка,гдезакладывали трансект для учета биомассы, расположена на склоне юго-юго-западный экспозиции с небольшим (около 3°) уклоном. Почва тундровая торфянисто-глееватая мерзлотная. Биоценоз представлен тремя растительными сообществами:кустарничково-моховое,кустарничково-лишайниково-моховое,кустарничково-лишайниковое, площади под которыми составляют соответственно 65.6, 17.9 и 16.5 %.

Из растений на участке преобладают гипновые зеленые мхи (Hylocomium splendens). Пятнами встречаются лишайники, наиболее распространены цетрария исландская (Cetraria islandica) и цетрария снежная(Cetrarianivalis)–97-98%.Вкомплексеснимипроизрастаютцетрарияклобучковая(Cetrariacuculata)

– 2-3 %, лишайник олений (Cladnia randiferina) – 2 %, кладония стройная (Cladonia gracilis) – 1-2 %. Видовой состав сосудистых растений невелик. Из кустарников встречаются ива филиколистная (Salix

phylicifolia)иберезакарликовая(Betulanana),изкустарничков–голубикаобыкновенная(Vacciniumuliginosum) и брусника обыкновенная (Vaccinium vitis-idaea). Травянистая растительность в основном представлена осокой шаровидной (Carex globularis) – 97 % и овсяницей овечьей (Festuca ovina) – 1-3 %.

Аккумуляция азота и углерода в биоценозах в значительной мере определяется составом растительных сообществ, величиной сформировавшейся биомассы, содержанием этих элементов в произрастающих растениях, в их разлагающихся остатках, и скоростью биологического круговорота.

Биомасса и запасы мортмассы в биоценозах, т/га абсолютно-сухого вещества							Таблица 1
Растительное			Масса растений				Мортмасса
сообщество	мхи	лишайники	кустарники и		травянистые	всего
			кустарнички		растения
Кустарничково-	16.6	-	7.7		4.7	29.0	103.1
моховое
Кустарничково-
лишайниково-	10.9	1.5	6.4		3.0	21.8	72.4
моховое
Кустарничково-	-	12.0	1.9		1.9	15.7	28.3
лишайниковое,

Максимальная фитомасса (29.0 т/га) сосредоточена в кустарничково-моховом сообществе, она на 57.3 %представленамхом(табл.1).Надолюкустарниковикустарничковприходится26.6,натравянистыерастения 16.1%.Доминированиемховснизкойскоростьюразложения,принезначительномобилиисосудистыхрастений с более быстрой ротацией, ведет к замедленному биологическому круговороту. Мортмасса кустарничковомохового сообщества (103.1 т/га) в 3.6 раза превышает фитомассу.

Минимальный запас фитомассы формируется в кустарничково-лишайниковом сообществе – 15.7 т/га. На 76.1 % он состоит из лишайников, доля сосудистых растений очень низка. Величина мортмассы также невысока – 28.3 т/га. Скорость биологического круговорота в биоценозе с доминированием лишайников наоборотвыше,очемсвидетельствуетболееузкое(1.8)соотношениефитомассыкмортмассе.Кустарничково- лишайниково-моховое сообщество по запасам органического вещества занимает промежуточное положение.

Общая фитомасса кустарничково-мохово-лишайниковой тундры (с учетом площадей, занимаемых выделенными сообществами) составляет 25.5 т/га. Более половины (50.3 %) из нее приходится на мхи, 25.5 % на кустарники и кустарнички. Мортмасса, существенно превышая массу живых растений, составляет 85.2 т/ га. Основная ее часть (79.3 %) сосредоточена в кустарничково-моховом сообществе.

116

Доклады Всероссийской научной конференции

Из произрастающих растений азотом более богаты кустарники (1.26-1.58 %) и кустарнички (0.96-1.43 %), травянистые растения (0.91 %). Но доля их в кругообороте элементов не столь существенна. Содержание азота во мхах (0.64- 0.80 %) и лишайниках (0.26-0.51 %) низкое. Однако по мере разложения количество азота в растительных остатках становится выше – 0.73-1.25 %.

Углерод также в большем количестве присутствует в высших растениях (40.0-47.8 %). Содержание его в живых мхах и лишайниках ниже – 35.2-37.8 %. Разложение их сопровождается значительными потерями углерода, в результате чего его содержание снижается до 16.8-33.0 %.

Таблица 2

Запасы азота и углерода в биоценозах кустарничково-мохово-лишайниковой тундры

			Запасы элементов, кг/га					Запасы	Запасы
Биомасса								N, в	С, в	N/С
		N	C	N*		C*		% от	% от
								общих	общих
		Кустарничково-моховое сообщество
Живые растения		249	12636	163.4		8283		77.6	76.4	0.020
Отмершие остатки		1253	35936	821.7		23556		70.0	61.5	0.035
Общая		1503	48572	985.1		31839		83.9	83.2	0.031
		Кустарничково-лишайниково-моховое сообщество
Живые растения		167	8509	30.0		1525		14.2	14.1	0.020
Отмершие остатки		612	16662	109.7		2986		9.3	7.8	0.037
Общая		752	23948	134.8		4292		11.5	11.2	0.031
		Кустарничково-лишайниковое сообщество
Живые растения		104	6289	17.2		1039		8.2	9.6	0.017
Отмершие остатки		225	6743	37.1		1114		3.2	2.9	0.033
Общая		329	13032	54.3		2153		4.6	5.6	0.025
	Кустарничково-лишайниково-моховая тундра в целом
Живые растения				210.6		10846		17.9	28.3	0.019
Отмершие остатки				963.6		27437		82.1	71.7	0.035
Общая				1174.2		38283		100.0	100.0	0.031
*с учетом площади

Суммарные запасы азота в фитомассе увеличивается со 104 кг/га в кустарничково-лишайниковом сообществе до 167 – в кустарничково-лишайниково-моховом, и до 249 кг/га – в биоценозе с преобладанием мхов (табл.2). Основная часть азота в тундровых ценозах аккумулирована в разлагающемся органическом веществе. Максимальное количество азота в мортмассе (1253 кг/га), как и в фитомассе, приходится на кустарничково-моховое сообщество. В кустарниково-лишайниковой ассоциации запасы азота в растительных остаткахнижеболеечемв5раз.Вцеломпокустарничково-лишайниково-моховойтундресосредоточено1174 кг/га азота, 82 % из них аккумулировано в мортмассе.

Соотношение между запасами азота в мортмассе и фитомассе снижается с 5.0 в биоценозе с преобладанием листостебельных мхов до 3.7 при сочетании мхов и лишайников, и до 2.2 при доминировании лишайников. Лишайники отличаются большей интенсивностью разложения и более высокой скоростью кругооборота азота, чем мхи, что обусловлено различиями в водном и тепловом режиме в местах их обитания, а также спецификой растений.

Максимальные запасы (48 572 кг/га) углерода также аккумулированы в кустарничково-моховом биоценозе (табл.2). При этом только четверть них находится в органах растений. Основная часть (33729 кг/га) элемента содержится в остатках листостебельных мхов. Соотношение между запасами углерода в фитомассе

имортмассе составляет 2.8.

Вкустарничково-лишайниковом сообществе общие запасы углерода (13032 кг/га) в 3.7 раза ниже, чем в ценозах с доминированием мхов. Но, здесь в отличие от кустарничково-мохового сообщества, доля углерода, сосредоточенная в органах растений выше (48.3 %), а соотношение между запасами углерода в живой и отмершей растительности ниже – 1.1. В этом сообществе также более высока доля углерода в составе кустарничков и трав. В переходном кустарничково-мохово-лишайниковом сообществе запасы углерода выше, чем биоценозе с доминированием лишайников, но ниже, чем в кустарниково-моховом.

Общие запасы углерода в кустарничково-лишайниково-моховой тундре составляют 38283 кг/га. Доля углерода в составе живых растений выше, чем азота. Основные запасы углерода (83.9 %) аккумулированы в биоценозах с преобладанием мхов (31839 кг/га). Вследствие низкого содержания азота в преобладающих в тундровых биоценозах мхах и лишайниках соотношение между азотом и углеродом в растениях очень низкое.

117

Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)

УДК 911:631.4

КИСЛОТНО-ОСНОВНАЯ БУФЕРНОСТЬ ПОЧВ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

М.А. Ересько

РУП «Бел НИЦ «Экология», Минск, e-mail: [e-mail]

Термины «устойчивость» и «буферность» применяются в почвоведении при изучении химического воздействия на почву. Авторы расходятся во мнении при определении указанных понятий, часто используют их как синонимы.

Вработах М.А. Глазовской, Н.Н. Мирошниченко [1, 2] устойчивость почвы (компонента ландшафта) определена как способность сохранять и восстанавливать системные характеристики, обеспечивающие нормальное функционирование биокосной системы, а буферность – способность противодействовать изменению системных характеристик. Первое понятие является соотношением нагрузки и реакции системы на оказанное воздействие, второе – мерой внутрисистемных возможностей компенсировать влияние фактора

[2].Оба параметра отражают степень устойчивости природно-территориальных комплексов к внешнему негативному воздействию.

Вусловияхдинамичногоизмененияхимическогосоставаатмосферныхосадковвсторонуувеличениядоли кислотныхлибощелочныхкомпонентов(взависимостиотформыантропогенноговоздействиянаокружающую среду на территории их формирования), актуальным является изучение кислотно-основной буферности почв, как основы формирования устойчивости природно-территориального комплекса при подкислении или подщелачивании. Для целей настоящей работы кислотно-основная буферность определена как способность почвы сохранять первоначальный уровень реакции среды при подкислении или подщелачивании [3].

Объектом исследований являются почвы Республики Беларусь [4]: дерново-подзолистые (занимают 77% площади), торфяно-болотные (13,3%), аллювиальные (5,9%), дерновые (3,0%), подзолистые (0,7%), дерново-карбонатные (0,1%).

Оценка кислотно-основной буферности почв Беларуси проведена путем определения буферных характеристик на основании обработки и анализа первичных данных, полученных в результате лабораторных исследований образцов почв основных почвенных разновидностей, отобранных при закладке почвенных разрезов.

Врамкахисследованийвкачествеосновныхпараметроввыбраныемкостьиинтенсивностьбуферности почв к подкислению и подщелачиванию. Интенсивность буферности (β, смоль Н+/кг*ед.рН) определена для основных горизонтов каждого типа почв как количество титранта (кислоты или щелочи), необходимое для изменения рН на одну единицу. Емкость буферности почв вычислена для верхних 50 сантиметров почвенного профиля,включающихаккумулятивную(горизонтА1),элювиальную(горизонтА2 –длядерново-подзолистых и подзолистых почв) и иллювиальную (горизонт В – частично или полностью) его части, путем пересчета показателя интенсивности буферности на гектар (кмоль Н+/га).

Результаты определения интенсивности буферности дерново-подзолистых почв [5] коррелируют с данными российских авторов [6]. По итогам математической обработки статистических данных почвы Республики Беларусь разделены на 5 групп в зависимости от значения показателя емкости буферности, а также ведущего фактора, влияющего на буферность – гранулометрического состава (таблицы 1 и 2).

Исследованиями установлено, что дерново-подзолистые почвы характеризуются более высокой степенью буферности к подщелачиванию, чем к подкислению, вследствие чего ландшафты зоны смешанных лесов, для которых данный тип почв является зональным, более устойчивы в условиях щелочной нагрузки, отмечаемой, как правило, в пригородных районах крупных (с населением более 100 тысяч человек) городов. Емкость буферности к подщелачиванию может в 2-4 раза превышать емкость буферности к подкислению почв того же типа, гранулометрического состава и степени увлажнения [5], что свидетельствует о наличии ресурсов для нейтрализации в 2-4 раза большего количества щелочных ионов, поступающих с атмосферными осадками.

Таблица 1

Группировка почв Республики Беларусь по степени буферности к подкислению

Буферность,			Гранулометрический состав
		Суглинок	Суглинок	Супесь	Супесь	Песок	Песок
кмоль Н+/га	Глина	тяжелый и
		средний	легкий	связная	рыхлая	связный	рыхлый
		Дерново-карбонатная;		Дерново-карбонатная типичная;
Высокая		Дерновая глееватая;
				Дерново-карбонатная выщелоченная;
120,1 и более		Дерново-подзолистая автоморфная на
					Торфяно-болотная
		мощных лессах
			Дерново-подзолистая	Дерново-
	Дерново-подзолистая,		автоморфная и
				карбонатная
Выше средней	развивающаяся на		слабоглееватая,
				оподзоленная;
120-90,1	озерно-ледниковых		развивающаяся на
				Дерновая глееватая
	породах		лессовидном суглинке;
				и глеевая
			Дерновая глеевая

118

Доклады Всероссийской научной конференции

Дерново-подзолистая

глееватая и глеевая,

развивающаяся на

лессовидном суглинке;

Дерново-подзолистая

Дерново-подзолистая

автоморфная и

слабоглееватая,

автоморфная и

Средняя

развивающаяся на

Дерновая глееватая

слабоглееватая,

90-60,1

моренном суглинке;

и глеевая

развивающаяся на

Дерново-подзолистая

моренных породах

автоморфная и

слабоглееватая,

развивающаяся на водно-

ледниковом суглинке;

Аллювиальная дерновая

глееватая и глеевая

Дерново-

подзолистая

Дерново-подзолистая глееватая и глеевая

автоморфная,

Аллювиальная

Ниже средней

на моренном суглинке;

слабоглееватая,

дерновая глееватая

60-30,1

Дерново-подзолистая глееватая и глеевая

глееватая и глеевая;

и глеевая

на водно-ледниковом суглинке

Аллювиальная

дерновая глееватая

и глеевая

Дерново-

подзолистая

Низкая

Подзолистая

автоморфная,

30 и менее

слабоглееватая,

глееватая и глеевая;

Подзолистая

Группировка почв Республики Беларусь по степени буферности к подщелачиванию

Таблица 2

Буферность,

Гранулометрический состав

Суглинок

Суглинок

Супесь

Супесь

Песок

Песок

кмоль Н+/га

Глина

тяжелый и

средний

легкий

связная

рыхлая

связный

рыхлый

Высокая

Дерново-

Дерново-

подзолистая;

Дерновая

глееватая и

Торфяно-болотная

120,1 и более

подзолистая

Дерновая глееватая и глеевая

глеевая

Дерново-

карбонатная

Дерново-подзолистая;

Выше средней

Дерново-

Аллювиальная

Дерновая глеевая

120-90,1

карбонатная

дерновая

Аллювиальная

дерновая глееватая

глееватая и

глеевая

Дерново-

Средняя

Дерново-карбонатная

подзолистая;

Аллювиальная

Аллювиальная

90-60,1

дерновая глеевая

дерновая глееватая и

глеевая

Ниже средней

Дерново-

60-30,1

карбонатная

Низкая

Подзолистая

Подзолистая

30 и менее

В случае наличия кислотного воздействия, превышающего емкость буферности дерново-подзолистых почв соответствующего гранулометрического состава и степени увлажнения, для стабилизации химического равновесия и сохранения биологического разнообразия внутри ландшафта будет необходимо провести ряд природоохранных мероприятий.

Выявленной особенностью песчаных и супесчаных почв рассмотренных типов является усиление буферности как к подкислению, так и к подщелачиванию с увеличением степени гидроморфизма: емкость буферности глеевых почв в 1,2-1,4 больше, чем автоморфных.

Исследованиямиустановлено,чтобуфернаяспособностьдерново-карбонатныхпочвможетразличаться в 2-5 раз – в зависимости от степени карбонатности почвообразующих пород. Ландшафты, развивающиеся на дерново-карбонатных почвах, характеризуются высокой устойчивостью в условиях кислотного воздействия.

119