3 курс / 2 семестр / Экология ландшафтов / Глазовская_2012

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

	Валовой состав почвенного мелкозема и подстилающих пород										Таблица 1
Горизонт	Глубина,		SiO2	Fe2O3	Al2O3	CaO		MgO		K2O	Na2O
	см
		Ржавозем на элювии долерита (разрез 11-Ж)
AY	6-8		55.42	15.12	17.79	3.99		1.31		0.95	2.64
AYB	8-20		55.29	14.92	18.66	3.24		1.29		0.92	3.18
BFM	20-30		54.21	13.28	18.89	6.04		1.54		0.82	2.99
С	40-50		55.39	12.56	19.19	5.21		1.54		0.83	2.47
		Ржавозем на псевдоэлювии долерита (3 разреза)
AYB			68-76	4-9	11-14	0.5-2		0.7-1.7		1.6-2.4	0.4-0.9
BFM			66-75	4-9	11-16	0.6-2		1.1-1.4		1.6-2.5	0.2-0.9
С			68-77	5-8	10-16	0.7-1.4		1.3-1.8		1.5-2.5	0.2-1.0
Долерит	40-50		56.51	9.70	17.74	8.61		3.52		0.87	1.32
	Подзол альфегумусовый на псевдоэлювии сланцев (разрез 21-Ж)
E	4-16		86.23	1.93	6.26	0.26		0.33		1.45	1.08
BHF	16-20		74.42	4.74	10.04	0.33		0.64		1.56	0.37
C	60-75		75.01	4.66	11.93	0.39		0.89		1.94	0.49
Алевро-литовый	60-70		69.11	6.27	16.07	0.24		1.26		2.81	не опр.
сланец
	Карбо-литозем на псевдоэлювии известняка (2 разреза)
AY	7-20		70-77	5-6	10-11	2.5-5		1.2-1.4		1.5	0.23-2.5
BCca	20-35		43-45	3-4	5 - 6	29		12		0.6	0.1 - 0.8

Подведем общий итог: каждый из трех описанных типов поверхностных рыхлых образований характеризуется своей спецификой. К ней относится: 1) формирование почвенных типов, свойственных элювиям соответствующих пород: подзолы альфегумусовые – на метаморфических породах кислого состава; ржавоземы–намагматическихпородахсредне-основногосостава;карбо-литоземы(перегнойно-карбонатные почвы [2]) – на известняках; 2) присутствие в профиле только обломков своей подстилающей породы; 3) индивидуальный (у каждого типа пород - свой) химический состав мелкозема. Эти признаки, нарядус характерным распределением обломков породы, аналогичны элювиям соответствующих пород. Но элювиям противоречат такие признаки, как 1) нахождение в отдельных разрезах гальки другой породы, 2) обнаружение в почвенном мелкоземе чужих минералов или резко не свойственного подстилающей породе их количества, 3) противоречие основным закономерностям изменения химического состава пород в почвенном профиле. Сочетание в одном природном образовании двух противоречивых групп признаков определило выделение «псевдоэлювия» в особый тип почвообразующих пород.

Литература

1.Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 341 с.

2.Программа почвенной карты СССР м-ба 1:2,5 млн. М.: Почв.ин-т им. В.В. Докучаева, 1972.

3.Таргульян В.О. Почвообразование и выветривание в холодных гумидных областях. М.: Наука, 1971. 268 с.

4.Белоусова Н.И. Оксалаторастворимые оксиды в бореальных почвах мерзлотных и немерзлотных областей // Тезисы доклада на V международной Конференции по криопедологии «Почвы и температурные режимы Центральной Бурятии и Восточного Прибайкалья». Улан-Удэ, 2009. С. 97.

УДК 502.1: 631.47

ТЕХНОГЕННЫЙ ГАЛОГЕНЕЗ ПРИ ОСВОЕНИИ ЗАЛЕЖЕЙ ИСКОПАЕМЫХ СОЛЕЙ В ГУМИДНЫХ ЛАНДШАФТАХ

С.М. Блинов, Е.А. Ворончихина, Е.А. Меньшикова, Е.Н. Батурин

Пермский государственный национальный исследовательский университет Естественнонаучный институт, Пермь, e-mail: [e-mail]

В развитие теории техногенного галогенеза, принципиальные основы которой сформулированы М.А.Глазовской [1], проведена оценка геохимических условий и процессов в таежных ландшафтах, нарушенных добычей и переработкой ископаемых солей Верхнекамского месторождения.

Соленосная геологическая формация Верхнекамского бассейна сформировалась на востоке Русской

60

Доклады Всероссийской научной конференции

платформы в области ее периферийной зоны, занятой Предуральским прогибом, в раннепермский период – 286 млн лет назад. По запасам основного полезного ископаемого (калийно-магниевых солей) данный бассейн относится к крупнейшим в мире. Его площадь в наземной проекции свыше 6,5 тыс. км2, глубина залегания солей колеблется в пределах 70-500 м от поверхности, мощность продуктивных пластов достигает 600 м [2].

Надсолевая толща грунтов, сформировавшаяся на протяжении последующих периодов седиментации, представлена рыхлыми, водонасыщенными отложениями, нижние горизонты которых естественным образом активновзаимодействуютссолянымипластами.Данныйпроцесссопровождаетсяповышениемминерализации подземных вод, формирующих соответствующие водопроявления на земной поверхности в местах их выхода.

До начала освоения месторождения водопроявления с высоким содержанием растворенных солей

вграницах рассматриваемой территории являлись основной предпосылкой и фактором ландшафтного галогенеза. В связи с естественными природными закономерностями осаждения солей из растворов при их излиянии на поверхность, в ареалах водопроявлений формировались последовательно сменяющие друг друга геохимически сопряженные зоны поверхностного соленакопления, в том числе: карбонатизации, сульфатизации, хлоридизации.

Своеобразие химического состава ископаемых солей Верхнекамского месторождения, наибольшая доля которых представлена хлоридами, обладающими высокой водорастворимостью и миграционной активностью, предопределяло доминирующее распространение зоны хлоридизации. Однако хлоридное засоление в рассматриваемых гумидных условиях, характеризующихся высоким коэффициентом увлажнения и промывным режимом гипергенного слоя, наиболее неустойчиво среди прочих. Поэтому зоны хлоридизации формировали небольшие территориальные ареалы и на протяжении короткого времени ренатурализовались без последствий для биотических компонентов.

Из перечисленных выше самым устойчивым следствием галогенеза в рассматриваемых гумидных условиях является карбонатизация (обызвесткование). Ее результатом, закрепившимся в ландшафтах на протяжениидлительнойисторииестественнойгалофитизации,являетсяраспространениенарассматриваемой территорииинтразональныхпочвснейтральнойреакциейсреды,нехарактерныхдлятайги.Данноеследствие

вряду прочих природных процессов не представляет реальной экологической угрозы для таежных экосистем, поскольку изменения происходили в эволюционном режиме и биотические компоненты перестроились в соответствии с изменившейся средой.

В30-егодыпрошлоговеканачалосьактивноеосвоениесолевыхзапасовВерхнекамскогоместорождения, изменившего характер его взаимодействия с природной средой.

Добыча солей ведется подземным шахтным	способом. Ежегодно производственными объектами
7 рудоуправлений, осваивающими солевые запасы,	на поверхность извлекается свыше 80 млн т породы

с повышенным содержанием солей и малых элементов. По данным спектрального анализа, средний статистический состав верхнекамских солей содержит свыше 5 кг/т микропримесей, из которых преобладают

(вг/т):Fe–4000;Br –680;Mn –300;Sr –50;B –30;Ti –20;Cu–5;Li –3;Rb–2[2]. Темпыдобычигодотгода неуклонно нарастают и сопровождаются закономерным увеличением нагрузки на природные экосистемы, являясь предпосылкой формирования в границах ареала воздействия техногенной геохимической аномалии.

Инженерно-экологические изыскания, выполненные в рамках проектных заданий по оценке состояния природной среды на территории действующих и проектируемых производственных объектов по освоению Верхнекамского месторождения, показали, что основную техногенную нагрузку в настоящее время испытывают водные и околоводные экосистемы.

Геохимическое своеобразие экологической обстановки обусловлено техногенным засолением, химические характеристики которого производны от природного состава солевой толщи. Несмотря на современные технологии переработки, значительная часть солей и микропримесей остается в отходах, накапливается в отвалах и шламонакопителях, со сточными водами и под влиянием эрозии поступает в поверхностныеводотоки,концентрируясьв донныхотложенияхинаучасткахантропогенногозаболачивания.

Концентрации водорастворимых солей в почвах и донных отложениях поверхностных водотоков превышают допустимый уровень. Тип засоления хлоридно-сульфатный. Наибольшие отклонения по компонентномусоставуотносительнофонахарактерныдлядонныхотложенийречныхводотоков,дренирующих техногенные участки. Минерализация водной вытяжки выше фоновой в 7,5-8 раз, гидрокарбонатный состав фациального фона сменился на хлоридный и хлоридно-сульфатный. Под влиянием рассеивания солевых ингредиентов происходит изменение реакции почвенной среды в сторону подщелачивания, рН на участках засоления 7,4-8,9.

Солевой стресс сопровождается выпадением из состава ценозов типичных таежных видов растений, однако стимулирует захват освобождающихся экотопов cолеустойчивыми ассоциациями с высоким потенциалом фитопродуктивности, создающей видимость экологического благополучия.

Изменения характерны не только для макро-, но и микроэлементного состава природных компонентов. Так, в почвенном покрове долинно-приречных экотопов концентрации элементов-примесей из состава солевой массы – Rb и Sr – превысили фоновый уровень до трех раз (КК 1,2-3). Данный факт свидетельствует о формировании специфической биогеохимической аномалии, развивающейся под влиянием двух факторов: повышеннойконцентрацииRbвпромышленномшламеиподщелачиванияпочвеннойсреды,вызывающейего осаждение.ИзпочвRbлегкопоглощаетсярастительность.Егофизиологическаярольврастенияхобусловлена способностью замещать К в растительных клетках. Однако Rb не способен осуществлять метаболические функции К, поэтому пагубно влияет на фитопродукционный процесс, снижая устойчивость типичных растительных ассоциаций к техногенной нагрузке.

61

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

Таким образом, техногенный галогенез, развивающийся в ландшафтах гумидного типа, является активным биогеохимическим фактором, изменяющим не только физико-химические, но и биотические характеристики природных экосистем.

Литература

1.Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высшая школа. 1988. 324 с.

2.Кудряшов А.И. Калийные соли // Минерально-сырьевые ресурсы Пермского края. Пермь: ИПК

«Звезда», 2006. С.191-198.

УДК 631.47

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ СПЕКТРЫ КАК ОДИН ИЗ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕНЕЗИСА ОРТШТЕЙНОВ В ПОЧВАХ ЮЖНОТАЕЖНЫХ ЛАНДШАФТОВ

Л.Г. Богатырев, Д.В. Ладонин, И.И. Антонова, А.В. Иванов, М.М. Карпухин

МГУ имени М.В. Ломоносова, факультет почвоведения, Москва, e-mail: [e-mail]

Вфундаментальных работах М.А. Глазовской [1] проблема микроэлементов занимает особое место

-от вопросов, связанных с поиском рудных месторождений - до теоретических исследований поведения микроэлементоввсистемегеохимическихландшафтов,включая различные аспектызагрязненияокружающей среды. В ряду обширного арсенала, используемого в геохимии и почвоведении, геохимические спектры элементов (ГСЭ) являются не только информативными [1,2,3,4], но и отражают специфическую «гармонию» между ними. Однотипность ГСЭ или отражает единую минералогическую матрицу, или специфику функционирования экосистем. О значимости соотношений между элементами при освещении аналитических результатов в почвоведении писал еще П.С Коссович [5].

Система геохимических спектров элементов (ГСЭ) была использована при анализе содержания микроэлементов в почвах и ортштейнах двух геохимических ландшафтов, сформированных в пределах южнотаежнойзоныиизученныхвпределахтерриторииУОПЦЧашниково.Первыйгеохимическийландшафтбыл исследован в пределах геоморфологического профиля, охватывающего водораздел, склон и приводораздельное заболоченноепонижениеиотнесенкН-ландашафтупотипологииА.И.Перельмана.Впределахвсеголандшафта почвообразование происходит на покровных суглинках, подстилаемых мореной. Полугидроморфный режим, складывающийся в условиях краевых участков приводораздельной депрессии, вероятно, сопровождаемый в прошлом, а частично и в настоящий момент, временным весенним переувлажнением, обусловливает весьма значительную сегрегацию железа в виде ортштейнов в пределах элювиальной толщи. Накопление ортштейнов особенно отмечено для элювиального горизонта, что позволяет обозначать этот горизонт как конкреционный. Заметная сегрегация обнаруживается и в более увлажненных условиях приводораздельной депрессии, на фоне более легкого гранулометрического состава верхней толщи. Анализ ГСЭ болотно-подзолистой почвы, формирующейся в краевых, относительно дренированных частях депрессии, показал, что здесь в почвах происходит концентрирование марганца, кобальта, а также мышьяка. Несколько менее выражено накопление свинца и ртути. Для ГСЭ ортштейнов характерен близкий рисунок. Отмечены пики для Ag, Hg и Pb, но явно уступающие по масштабу концентрирования элементам семейства железа.

ГСЭортштейнов,отобранныхизмощнойцементированнойзоныгоризонтаЕВ,торфянисто-подзолисто- глеевой почвы, развивающейся в условиях большего гидроморфизма, показали близкую картину.

Рис.1.Геохимические спектры элементов ортштейнов в профиле болотно-подзолистой почвы приводораздельной депрессии (первый ландшафт).

Второй ландшафт, включающий в себя водораздел, склон и пойму реки Клязьма оказался более контрастным в геохимическом отношении. Для водораздела и склона характерна принадлежность к H и Н-Cа типу ландшафта, соответственно, тогда как сама пойма находится в условиях активного проявления

62

Доклады Всероссийской научной конференции

роли кальция. Подтверждением последнего является формирование на стыке склона водораздела и притеррасной части поймы лугово-болотных почв, вскипающих с поверхности, с ярко выраженной вторичной карбонатностью,включаякарбонатныеновообразованиявсочетаниисожелезнениемпрофиля,иобразованием типичной охры. В других почвах центральной поймы обнаружено сочетание нейтральной реакции почв с характерными, обращающими на себя внимание, сегрегациями железа, не только в виде ортштейнов, но и в виде роренштейнов, часто довольно обильных. Кроме того, в условиях заболоченных и частично уже осушенных склонов обнаружены остатки мощных цементаций болотной руды.

Для почв водораздела и склона обнаружен близкий характер ГСЭ, для которых характерно преимущественное рассеивание элементов семейства железа в сочетании с характерными пиками в области таких элементов как Аs,Ag и Hg, тогда как для лугово-болотной окарбоначенной почвы отмечен лишь один пик, характерный для As. Для дерново-луговой почвы центральной части поймы ГСЭ свойственны существенные пики в области Mn,Ag и Sb, в значительно меньшей степени в области Hg. Для аллювиальной окультуренной почвы, с характерным подстиланием на глубине торфами, обнаружено рассеивание элементов семейства железа при явном концентрировании таких элементов как As, Cd и Hg, причем конфигурация ГСЭ остается довольно однотипной, как для верхней минеральной толщи почв, так и для погребенных сильно разложившихся торфов. При всем своеобразии ГСЭ, обусловленных спецификой генезиса почв и их положением в системе сопряженных ландшафтов, обращает на себя внимание довольно активное, причем инвариантное концентрирование халькофильных элементов.

Морфологическое исследование показало, что из всех пойменных почв дерново-луговая почва центральной части поймы характеризуется высоким содержанием ортштейнов, причем с максимальной их концентрацией в гумусово-аккумулятивной части профиля, при существенной доле магнитных фракций. Особенности ГСЭ новообразований, отобранных из дерново-луговой почвы поймы реки Клязьмы, показаны на рис.2.

Рис.2.Геохимические спектры элементов ортштейнов в гумусово-аккумулятивных горизонтах дерноволуговой почвы центральной поймы р. Клязьма, второй ландшафт (магн-магнитные фракции ортштейнов).

Сравнение ГСЭ ортштейнов и вмещающей толщи показало, что для сегрегированных магнитных стяжений характерно преимущественное концентрирование марганца по сравнению с относительным накоплениемAg и Sb. В немагнитных конкрециях при близком характере спектров размах концентрирования оказался несколько выше. Но в том и другом случае общая конфигурация ГСЭ для почвы и ортштейнов оказалась однотипной. Для ГСЭ, полученных для болотной руды и крупных роренштейнов, установлено концентрирование марганца и железа, а также сурьмы и ртути, но при несколько меньшем абсолютном накоплении по сравнению с ортштейнами дерново-луговой почвы.

Последнее, очевидно, объясняется не только особенностями осаждения элементов при формировании болотной руды и роренштейнов, но и более грубым гранулометрическим составом частиц, образующих стяжения.ГСЭсвежевыпавшихгелейжелеза(«ржавца»)вроднике,дающемначалоручью,ивыклинивающемся на стыке первой террасы и поймы реки Клязьмы, обнаруживают близкую конфигурацию в области элементов семействажелеза(рис.3).Еслидляболотнойрудыироренштейновхарактерныпикидлясурьмы,тодля«ржавца» прослеживается относительное концентрирование таких элементов, как серебро и ртуть. В этом отношении роренштейны и болотная руда в характере концентрирования и рассеивания следуют за новообразованиями, выделенными из дерново-луговой почвы. Представляется, что при высокой карбонатности в профиле почв, например, в лугово-болотной почве, сегрегация и формирование плотных стяжений не столь очевидна, по сравнению с условиями, при которых в почве господствует переменный окислительно-восстановительный режим, и роль почвенно-грунтовых вод ясно диагностируется.

63

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

Рис.3. Геохимические спектры элементов болотной руды, крупных роренштейнов поймы, ржавца.

Такимобразом,закономерностиконцентрированияирассеиванияэлементоввпочвахисегрегированных формах железа сравниваемых геохимических ландшафтов объясняются как генетическими особенностями почв,такиихрежимами,аопределенноесходствоновообразованийводораздельныхипойменныхландшафтов можно объяснить общностью геохимического фона всей исследованной территории.

Вероятно,следуетподуматьосозданииединогоатласаГСЭдляважнейшихпочвиландшафтовРоссии. Это было бы важным и, на наш взгляд, востребованным документом в системе современного мониторинга окружающей среды и экологического нормирования.

Литература

1.Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высшая школа. 1988. 324 с.

2.Авессаломова И.А. Геохимические показатели при изучении ландшафтов. М.: Изд-во Моск. ун-та. 1987. 138 с.

3.Перельман Н.С., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: «Астрея -200». 1999. 761 с.

4.Богатырев Л.Г., Ладонин Д.В., Семенюк О.В. Микроэлементный состав некоторых почв и почвообразующих пород южной тайги Русской равнины // Почвоведение. 2003. № 5. С. 568–576.

5.Зонн С.В. «Более докучаевец, чем сами докучаевцы». Памяти Петра Самсоновича Коссовича (18621915) // Почвоведение. 1997. №8. С.1021-1028.

УДК 911.2

ОПЫТ КРУПНОМАСШТАБНОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ОБЪЕКТОВ ГЕОХИМИИ ЛАНДШАФТА

М.Д. Богданова, М. И. Герасимова, И.П. Гаврилова

Географический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова, Москва, e-mail: [e-mail]

Основателями геохимии ландшафта предложены три понятия, формирующие концептуальную основу этой науки: элементарные ландшафты, геохимические барьеры и ландшафтно-геохимические сопряжения – катены[1,2].Всетрипонятияширокоиуспешноиспользуютсявгеохимииландшафтовисмежныхобластях– почвоведении,ландшафтоведениииэкологии.Однакоопытихкартографированиязначительноуступаетопыту применения в теоретических построениях и расчетах различных коэффициентов. Дальнейшая разработка этих объектов имеет целью их более детальное подразделение и апробацию путем составления специальных карт по отдельным параметрам миграционных процессов. Имеется небольшой опыт составления подобных карт в мелком масштабе, отдельные показатели введены в содержание базовых почвенно- и ландшафтногеохимических карт. Для крупного масштаба такие работы практически отсутствуют.

Для получения пространственных характеристик базовых понятий геохимии ландшафтов была составлена серия крупномасштабных карт (1:10 000) на территорию хорошо изученного модельного района, обеспеченного картографической и атрибутивной информацией. Был выбран район учебно-научной станции географического факультета МГУ Сатино, где детально изучены все компоненты ландшафта, составлены разнообразные тематические крупномасштабные карты, разработана ГИС с базой данных [3]. Ключевой участок расположен на полого-холмистой моренной равнине, пересеченной древними ложбинами стока талых ледниковых вод и современными глубоко врезанными оврагами, привязанными к широкой долине р. Протвы; на покровных суглинках мощностью от 0,5 до 3,5 м формируются дерново-подзолистые почвы под вторичными смешанными лесами на месте широколиственно-хвойных лесов и под пашней.

Традиционно по условиям рельефа выделяются основные элементарные ландшафты: элювиальные, трансэлювиальные, трансаккумулятивные, супераквальные. Детальный анализ форм рельефа по крупномасштабной топографической карте позволил выделить дополнительные категории элементарных ландшафтов и предложить соответствующие термины, что отражено на соответствующей карте.

На водораздельных поверхностях в пределах слабоволнистой равнины предлагается выделять

64

Доклады Всероссийской научной конференции

элювиальные ландшафты первого и второго уровней. Первые (верхние ступени водоразделов) предлагается разделять на два варианта: с преобладанием радиальной и латеральной миграции; вторые представлены изолированнымиучасткаминадпойменныхтеррасипониженнымиступенямиводоразделов.Трансэлювиальные ландшафты склонов весьма неоднородны и они подразделяются по возможной интенсивности латеральных миграцийна4вариантавзависимостиоткрутизнысклонов.Напологихтеррасовидныхсклонах(уклоны1–3о) предполагается сочетание процессов слабого выноса и аккумуляции, поэтому такие поверхности отнесены к трансаккумулятивно-элювиальным, как и неясно выраженные в рельефе надпойменные террасы, перекрытые делювиальными отложениями. Элементарные ландшафты водосборных воронок и ложбин стока талых ледниковых вод характеризуются сочетанием процессов выноса, транзита и аккумуляции при некотором участии грунтовых вод или верховодки. Полого-вогнутые седловины с процессами выноса и аккумуляции вещества отнесены к элювиально-аккумулятивным ландшафтам. Подножья склонов и конусы выноса оврагов и балок обычно считают трансаккумулятивными элементарными ландшафтами, хотя и различающимися интенсивностью миграционных процессов; конусы выноса с более энергичным переносом вещества предлагается назвать транзитно-аккумулятивными. В оврагах и балках преобладает перенос веществ, что отражено названием транзитный в сочетании с другими терминами.

Транссупераквальные ландшафты речных пойм предложено разделить на транзитные периодически супераквальные элементарные ландшафты высокой и средней поймы и транзитные супераквальные –

низкой. Болота разделены на элювиально-супераквальные (верховые болота) и аккумулятивно-супераквальные

(низинные и переходные болота).

Предложенные уточнения, возможные на крупномасштабных картах, позволяют более полно охарактеризовать элементарные ландшафты и сочетания миграционных процессов в ландшафтногеохимических сопряжениях.

На основании новой систематики геохимических барьеров М.А. Глазовской [1] были интерпретированы системы генетических горизонтов в почвах с точки зрения формирования в них геохимических барьеров; в систематике барьеров были учтены многие критерии: происхождение, механизм и режим функционирования, локализация, емкость, форма. Составлены три карты радиальных геохимических барьеров в почвенно-

грунтовой толще: биогеохимические поверхностные, внутрипочвенные, подпочвенные глубинные.

Биогеохимические барьеры были разделены на органические и органо-минеральные разной емкости, котораяоценивалась2показателями:содержаниемгумусаимощностьюгумусово-аккумулятивногогоризонта. Внутрипочвенные барьеры представлены преимущественно сорбционными, которые иногда сочетаются с глеевыми и карбонатными. Многолетними наблюдениями была выявлена динамичность свойств глеевых и карбонатных горизонтов – барьеров по годам и сезонам на данной территории, что позволило оценить их по режимам функционирования как сезонные/постоянные и блуждающие/стабильные.

Карта подпочвенных глубинных барьеров базируется на сведениях о гранулометрическом составе, сложении,проницаемостиихимизмечетвертичныхотложений,которыепредставленыдревнеаллювиальными, флювиогляциальными, ледниковыми отложениями, перекрытыми покровными суглинками разной мощности.

Ландшафтно-геохимические сопряжения – катены – достаточно разнообразны на модельном участке вследствие благоприятных климатических предпосылок водной миграции, разнообразия условий рельефа и, соответственно, систем сопряженных элементарных ландшафтов (как замкнутых, так и открытых), а также неоднородности рыхлых отложений. С картографическими целями была произведена группировка катен по нескольким критериям [4, 5]. По топографическим факторам формирования катен (в данном масштабе и при данном сечении рельефа) учтено несколько параметров их дифференциации. Проведено разделение ландшафтно-геохимических катен в зависимости от их функций по отношению к потокам вещества, по набору элементарных ландшафтов, по полноте осуществления потенциала миграции и характеру завершающих звеньев на типичные, псевдокатены и неполные. Они разделены также по форме продольного профиля, который может быть относительно прямым или ступенчатым (в последнем случае возможна частичная аккумуляция вещества). По свойствам рыхлых отложений традиционно выделены монолитные и гетеролитные катены, что позволяет оценить геохимические условия миграции на уровне внутрипочвенных и подпочвенных глубинных миграционных потоков. Так же учитываются кислотно-основные и окислительновосстановительные параметры и связанная с ними контрастность условий латеральной дифференциации. Перечисленные показатели были введены в содержание карты ландшафтно-геохимических катен.

В качестве картографических единиц были приняты катены-трансекты, для которых характерна наибольшая определенность выявления миграционных потоков. Они проходят по области наибольших уклонов, как правило, по середине склона. Ширина трансекты на карте условна, зависит от сложности поверхности склона и может быть разной; на неровных склонах она обычно определяется положением малых эрозионных форм.

Таким образом, карта ключевого участка представляет определенный опыт крупномасштабного картографирования катенарных структур; карта содержит комплекс показателей, характеризующий ландшафтно-геохимические катены в разных аспектах. Основное внимание уделено характеристикам катен, определяющимлитолого-топографическийпотенциалмиграции,рядпоказателейучитываетсятрадиционными способами.

Составленная серия карт иллюстрирует возможности сопряженного крупномасштабного картографирования трех важнейших объектов геохимии ландшафтов и предполагает его дальнейшее совершенствование.

65

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

Литература

1.Глазовская М.А. Геохимические барьеры в почвах равнин, их типология, функциональные особенности и экологическое значение // Геохимия ландшафтов и география почв / Под ред. Н.С. Касимова и М.И. Герасимовой. М.: АПР. 2012. С. 24-42.

2.Глазовская М.А.Геохимические основы типологии и методики исследований природных ландшафтов. М.: Изд. МГУ, 1964. 230 с; переиздание: Смоленск: Ойкумена, 2002. 287с.

3.Общегеографическая практика в Подмосковье / Под ред. Г.И. Рычагова. М.: Географический ф-т

МГУ. 2007. 360 с.

4.Касимов Н.С. Базовые концепции и принципы геохимии ландшафтов // Геохимия ландшафтов и география почв / Под ред Н.С. Касимова и М.И. Герасимовой. Смоленск: Ойкумена, 2002. С. 23–40.

5.Касимов Н.С., Самонова О.А. Катенарная ландшафтно-геохимическая дифференциация // География, общество, окружающая среда. Т. 2. М.: Городец, 2004. С. 479-489.

УДК 550.47:631.4

ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКОГО КРУГОВОРОТА КУЛЬТУРАХ ПИХТЫ ЦЕЛЬНОЛИСТНОЙ И ПРОЦЕССЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ В В ПРЕДЕЛАХ ЕЕ АРЕАЛА

А.Г. Болдескул, Е.П. Кудрявцева, В.С. Аржанова

Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, Владивосток, e-mail: [e-mail]

Низкогорные ландшафты чернопихтово-широколиственных лесов в целом характеризуются высокими показателями биологического круговорота [1,2]. Основной вклад в биологический круговорот вносят мночисленные высокозольные лиственные виды деревьев.

По типу круговорота изучаемые ландшафты занимают промежуточную позицию между субтропическими лесами и широколиственными лесами умеренной зоны [3], что обусловливает своеобразие и различные варианты проявления процессов почвообразования.

Согласносовременнойклассификации[4],почвыисследованныхлесов относятсяктипам«Буроземы», «Буроземытемные»,входящимвотдел«Структурно-Метаморфических»почв.Поналичиюслабыхпризнаков иллювиированияглиныиполуторныхоксидов,оглеенияит.д.выделяютсясоответствующиеподтипы.Согласно нашим исследованиям, в целом, буроземы чернопихтово-широколиственных лесов характеризуются слабодифференцированным профилем, слабокислой реакцией среды в широколиственных парцеллах и кислой - в хвойно-широколиственных, высоким содержанием гумуса в гор. АY и аккумулятивным его распределением по профилю. В изученных буроземах присутствует иллювиирование глинистых и более крупных пылевых частиц по граням структурных отдельностей, но оподзоливание не выражено - ни морфологически, ни по физико-химическим свойствам.

Площадь чернопихтово-широколиственных лесов за время интенсивного освоения южной части Приморского края значительно сократилась. В настоящее время встает вопрос о сохранении этой уникальной формации. В связи с этим представляют интерес исследования почвенно-биотического блока, проведенные нами на участках посадки пихты цельнолистной (Abies holophylla) в пределах ее ареала.

Культуры пихты цельнолистной были заложены в 1948 году [5] на месте вырубленного коренного чернопихтово–широколиственного леса на средней выположенной части склона юго-западной экспозиции, крутизной до 10° в бассейне р. Малая Седанка (полуостров Муравьева-Амурского). Абсолютная высота 80 м.

В2010 году на этом же участке была заложена временная пробная площадь 40х40 м со сплошным перечетом древостоя и выкопан полнопрофильный почвенный разрез.

За 62 года на участке сформировался молодой пихтовый лес средней сомкнутости (0,4-0,5) и высотой 16-18 м, в котором четко выделяются два древесных яруса и слабо выражен ярус подлеска. Часть стволов пихты вышла в первый ярус. Основное число стволов пихты в настоящее время находится во втором ярусе.

Вцелом плотность стволов пихты на исследованном участке составляет 631 шт/га, что в 2,5-3 раза выше плотности стволов пихты на стадии врастания ее в третий ярус в естественных насаждениях.

Всоставедревесныхярусоввыявлено12видовдеревьев.Впервомярусепочислустволовзначительны доли пихты, дуба, липы амурской и клена мелколистного. Разнообразие древостоя создается за счет малообильных видов – ясени (маньчжурский и носолистный), береза даурская, орех маньчжурский, вишня Саржента и мелкоплодник ольхолистный представлены единичными экземплярами. Подлесок развит слабо, представлен 6 видами кустарников.

Запасы подстилки составляют 1,25 кг/м2 и накапливают в своем составе 270 г/м2 золы. Осеннее поступление опада – 0,3-0,35 кг/м2 (27-35г/м2 золы). Отношение подстилки к опаду составляет 3,5-4,0, это больше, чем в естественной чернопихтовой парцелле, исследованной ранее [2] и свидетельствует о замедленном биокруговороте.

Почвенный разрез заложен на выположенном участке склона (элювиально-аккумулятивные условия) под перекрывающимися кронами дуба, липы, пихты. В этих условиях формируются текстурнодифференцированные почвы – тип «Текстурно-метаморфические» по современной классификации, и имеют следующее строение:

О 0-5 см Среднемощный органогенный горизонт равномерно покрывает поверхность почвы, состоит из двух подгоризонтов: верхний образован целыми и полуразложившимися листьями дуба, липы; влажный, рыхлый, легко отделяется от следующего. Нижний горизонт переходный, состоит из фрагментов листьев, хвои и мелких веточек, переплетенных корнями и гифами грибов, содержит мелкозем около 25% по весу.

66

Доклады Всероссийской научной конференции

AY 5-20 см Темносерый (2.5 Y 2,5/1 по шкале Манселла), копрогенной мелкозернистой структуры, тяжелосуглинистый, рыхлый, пористый, густо переплетен мелкими корнями. Переход четко выраженный, граница волнистая.

ELm 20-40 см Палево-серый светлый (2,5 Y 5/3), плотный, слоисто-плитчатой структуры, пористый. По порам и корням видны натеки глинистого материала, корней не много. Горизонт среднесуглинистый, щебнистый (20-30%). Щебень слабо выветрелый, ломается по трещинам, которые покрыты темно-рыжими и черными железисто-марганцевыми кутанами. Верхние грани щебня светлые, покрыты глинистыми кутанами. Переход ясный по цвету и структуре, граница волнистая.

ВELm 40-75смСветло-бурый(10YR5/6)сжелтымоттенком,плотный,суховатый,тяжелосуглинистый, плитчато-призматическойструктуры.Щебнистый20-30%(4-5смподлиннойоси).Щебеньсредневыветрелый, ломается по трещинам. Сколы покрыты черными железисто-марганцевыми кутанами, на верхних гранях

– глинистые кутаны. Корни встречаются единично. Переход постепенный по цвету, степени выветрелости щебня и грансоставу.

BTg 75-130 см Желто-бурый (10YR 4/4), плотный, глинистый, щебнистый. Мелкий щебень сильно выветрелый, придает «рябую» окраску, особенно в нижней части горизонта. Много рыжих и черных пятен 2-3 мм, есть более светлые пятна, приуроченные к остаткам щебня. Структура ореховато-призмовидная, достаточно прочная. Переход постепенный по цвету и степени выветрелости щебня.

ВTС 130-150 см Ярко-бурый ((рыжий) 7.5YR 4/6), плотный, глинистый, влажный, крупно глыбистой ореховато-призмовидной структуры. Горизонт очень щебнистый. Щебень слабовыветрелый единичный крупный (до 30-35 см по длинной оси), ломается по трещинам с трудом. Мелкого щебня много, весь сильно выветрелый, создает более светлые пятна. В верхней части есть железисто-марганцевые конкреции.

Врезультатеформированияпрактическимонодоминантнойчернопихтовойпарцеллы-присравнительно небольшом участии лиственных пород - увеличилась роль именно хвойных компонентов и их производных в биокруговороте и, соответственно, в процессах почвообразования. Преимущественно кислые атмосферные осадки под пологом пихты и кислые почвенные растворы, не компенсируемые полностью элементами опада и подстилки, привели к усилению элювиальных процессов в почвах и формированию достаточно мощного (до 18-20 см) осветленного элювиального горизонта Elm в почвенном профиле, хотя практически для всех естественных,изученныхнами,парцелл,втомчислеисучастиемпреимущественнохвойныхпород,типичны морфологически неоподзоленные буроземы. Результаты оподзоленности выявляются и на основании физикохимических методов исследования почв. В горизонте El кислотность на единицу выше, чем в гумусовом горизонте АY (pHводн. падает от 6,1 до 4,9), резко снижается содержание гумуса (от 17,6% до 1,6%), при этом увеличивается доля фульвокислот: Сгк/Сфк уменьшается от 1,28 до 0,33. Горизонт содержит минимальное число илистых частиц (физическая глина составляет ≤40%). Процессы лессиважа характерны для всех горизонтов, дифференциация по гранулометрическому составу присутствует.

Резкие изменения в структуре и видовом составе леса менее чем за столетний период привели к усилению элювиального процесса и изменению морфологии и свойств почвенного профиля. Исследования почвенно-биотического блока, проведенные нами в посадках пихты цельнолистной во многом подтверждают значимость и высокую скорость процессов в почвенно-биотическом блоке, установленную для горных ландшафтов Приморья [6].

Литература

1.Костенкова А.Ф. Особенности биологического круговорота веществ в почвах геохимически сопряженных биогеоценозов южного Приморья. Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Новосибирск, 1980. 24 с.

2.Болдескул А.Г., Аржанова В.С., Кудрявцева Е.П. Роль растительности в процессах геохимии и функционирования ландшафтов чернопихтово-широколиственных лесов Южного Приморья// Материалы XIV Совещания географов Сибири и Дальнего Востока. Владивосток: Дальнаука, 2011.

с. 117-120.

3.Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Динамика органического вещества и биологический круговорот зольных элементов и азота в основных типах растительности земного шара. М.-Л.: Наука, 1965. 251 с.

4.Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена. 2004. 342 с.

5.Пулинец М.П. 1970. Культуры пихты цельнолистной // Лесное хозяйство (Научные труды). Том 5 (выпуск 2). Улан-Удэ. С. 22-28.

6.Аржанова В.С., Елпатьевский П.В. Геохимия, функционирование и динамика горных геосистем Сихотэ-Алиня (юг Дальнего Востока России). Владивосток: Дальнаука, 2005. 253с.

УДК 631.47

ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА НА ТЕРРИТОРИИ БЕРЕЗИТОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ В АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ

И. Г. Борисова

Амурский филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Ботанического садаинститута ДВО РАН, г. Благовещенск, е-mail: [e-mail]

Березитовое золотополиметаллическое месторождение находится в Тындинском районе Амурской области в 140 км к юго-западу от районного центра пос. Тында. Оно расположено на междуречье левых

67

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

притоков р. Хайкта – ручьи Иншуты, Березитовый и Орогжан, в пределах Березитового рудного узла, являющегося фрагментом Уруша-Ольдойского золотоносного района. Месторождение относится к золото- кварц-сульфидной формации.

Для характеристики ландшафтно-геохимической обстановки на территории Березитового месторождения проводились ландшафтно-геохимические исследования и рассчитывались относительные коэффициенты: элювиально-аккумулятивный (Кэа), биологического поглощения (Кб) и водной миграции (Кв). Для расчета коэффициентов использовались данные анализов почв, золы лесной подстилки, воды четырех малых притоков р. Хайкта и горных пород, полученные методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.

Березитовое месторождение находится в горно-таёжном геохимическом ландшафте, который имеет расчлененный рельеф с характерным преобладанием транзитных ландшафтов. Он сложен палеозоймезозойскими магматическими породами кисло-среднего состава и относится к кислым и кисло-глеевым (H+, H+- Fe2+) мерзлотным ландшафтам.

Для исследованной территории характерен водный почвенно-конжелифлюкционно-дефлюкционный тип миграции вещества, когда движение водных растворов происходит преимущественно по поверхности почв или внутри почвенной толщи по мерзлому слою.

Вещественный состав ландшафта определяется, прежде всего, литологией. На исследованной территории основную площадь занимают раннепротерозойские гранитоиды позднестанового комплекса, в составе которых принимают участие биотит-роговообманковые гранодиориты, граносиениты и кварцевые сиениты, обычно порфировидные, гнейсовидные граниты и гранодиориты, биотит-роговообманковые, роговообманково-биотитовые, обычно порфировидные субщелочные граниты. Геохимические особенности рассматриваемых пород - постоянно высокие кларки концентраций инертных элементов – никель, кобальт, часто хром.

Почвенный фон образуют горные грубогумусные буротаёжные почвы в разной степени оглеенные и оподзоленные. Миграция химических элементов в почвах происходит в условиях кислой и кисло-глееватой среды. Исследованные почвы имеют промывной режим увлажнения, в условиях которого происходят кислое, кисло-глеевое выщелачивание. Немаловажную роль играет длительно (иногда до середины июля) сохраняющаяся в почвах мерзлота. Промораживание почв приводит к дегидратации и сорбции гумусовых и органоминеральных соединений. Приобретенные ими свойства оказываются довольно устойчивыми.

В почвах повышенный природный геохимический фон создается за счет таких химических элементов как свинец, олово, медь, цинк, никель, ванадий, марганец, бор, кадмий, железо и магний. Сложившийся почвенно-геохимическийфонопределяетсявещественнымсодержаниемгорныхпород,ноприэтомпроисходит выборочное накопление химических элементов растительностью и в почву поступают химические элементы из разлогающегося растительного опада.

Миграционные процессы вещества в ландшафте также зависят от циркуляции и вещественного состава поверхностных и подземных вод. Для характеристики этих процессов были собраны исходные данные по бассейнам малых таёжных рек и ручьев исследованной территории.

Источником химических элементов в ландшафте являются горные породы. Геохимическая формула, исследованного ландшафта по блоку порода-почва, следующая:

	Fe Si	Ni Cd Zn V Cu Mn SnYb Pb Y Co Mo W Cr Ba B PAs
		TiAl Mg Li Nb К La Na Ca Be Sr Zr

Стабильными элементами являются железо и кремний, их количество в породе и почве примерно одинаковое. Накапливаются те элементы, которые располагаются в числителе дроби (Кэа>1,1), причем они представлены в порядке убывания. Выносятся те элементы (Кэа<0,9), которые располагаются в знаменатели дроби, они также представлены в порядке убывания.

Геохимическаяформулаисследованноголандшафта,составленнаяпокоэффициентамводноймиграции

(Кв) следующая:

Cd Zn S Se Ni Mo Ca PbAg Cu B Sr Co NaAs

Mg Ba Mn W Si Fe V Li Rb КAl Be Cs Zr Ti Nb Cr

Элементы, слабо выносящиеся из ландшафта (Кв<0,9), представлены в знаменателе дроби, сильно выносящиеся (Кв>1,1) - в числителе дроби.

Один из главных природных процессов – биогеохимический круговорот – циклический процесс обменавеществомиэнергией,представляющийсутьфункционированиягеосистемы.Геохимическаяформула исследованного ландшафта в системе почва-растительность следующая:

	Ni К	Mn Pb Ba P Zn Ca Sr Cu B Mg Mo
		Al Si Co Yb Sn Na Fe Zr Li Cr La V Nb YW Cd Ti Be

Элементы, в одинаковом количестве содержащиеся в почве и растительности, имеют Кб=0,9-1,1 и располагаются перед дробью. В знаменателе дроби располагаются химические элементы, которые мало накапливаютсяврастительности(Кб<0,9).Накоплениехимическихэлементовврастительностипоотношению к почве обусловлено вовлечением их в биогенный круговорот (Кб>1,1 - числитель дроби). Особенно ярко выражено накопление марганца вследствие его активного участия в круговороте веществ (Кб=51,3). Менее выраженному накоплению свинца, бария, фосфора, цинка, кальция, стронция соответствует их положение в

68

Доклады Всероссийской научной конференции

группе элементов, вовлекаемых в биогеохимический круговорот со средней интенсивностью (Кб от 11,3 до 4,3). Элементы (медь, бор, магний, молибден) с низкими показателями участия в биокруговороте (Кб от 2,7 до 1,3)имеютвлеснойподстилкенезначительныенакопления.Несмотрянаоченьвысокиеконцентрациивпочве олова, никеля и ванадия, в лесной подстилке они не накапливаются.

Полученныегеохимическиеформулыпоказывают,что«поведение»химическихэлементоввприродных блоках геосистем различно. Из 38 рассмотренных химических элементов в почве удерживаются 18 элементов, т.е. их содержание превышает содержание в горной породе. 9 элементов активно мигрирует в водной среде. Благодаря биогеохимическому круговороту веществ в ландшафте удерживаются 11 элементов из 38.

Взаимосвязь геохимических процессов представлена в таблице 1, из которой видно, что марганец на исследованной территории представлен как слабый водный и самый активный биогенный мигрант. Свинец такжеактивноаккумулируетсярастительностью,ноболееинтенсивно,чеммарганецвыноситсяизгеосистемы. Сера, никель, селен, кадмий - слабые биогенные и активные водные мигранты. Цинк активно мигрирует в водной среде, но при этом участвует в биогенном круговороте со средней интенсивностью. Молибден – достаточно активный водный мигрант и менее активно участвует в биокруговороте. Хорошо видны различия по показателю водной миграции между такими биогенными элементами, как фосфор и сера. Бор, кобальт, медь, стронций, серебро, кальций - примерно в равной мере биогенные и водные мигранты.

Таблица 1

Участие химических элементов в водной и биогенной миграции вещества в горно-таёжном ландшафте территории Березитового месторождения

Коэффи-				биогенной (Кб)
циенты
миграции
			<1		1-5	5-10	>10
	<1	Li Be Ti V Cr Rb Nb Sn			Mg K	P Ba	Mn
		Cs	W La Y Yb Fe Si	Al
)	1-5				B Co Cu
в			As Na				Рb
(К
					Sr Ag Ca
водной
	5-10				Mo
	>10		S Ni Se Cd		Zn

Ландшафтно-геохимическая формула интегрального выражения биогенной и водной миграции вещества в исследованной геосистеме следующая:

	[H+, H+- Fe2+] Li,Be,Ti,V,Cr,Rb,Nb,Sn,Cs,W,La,Y,Yb,Fe,Si,Al,Mg,K,As,Na,B,Co,Cu,Sr,Ag,Ca	Mn, P, Ba, Pb
		S, Ni, Se, Cd, Zn

ВчислителиэлементысозначениямиКб>5приКв<5,взнаменателе-элементысКв>5приКб<5,рядомс дробью – элементы с Кб и Кв <5. Первыми записываются значения с наибольшими значениями коэффициентов и далее по мере их уменьшения. Перед формулой указывается класс водной миграции. Эту формулу можно рассматривать как модель естественного хода геохимических процессов в исследованном ландшафте.

Ценность представленных схем миграционных формул в том, что они обладают количественными показателями. При их расчете использовалась вся исходная ландшафтно-геохимическая информация. По этим формулам можно оценить долю участия химических элементов в процессах миграции. Высокая напряженностьбиогеохимическогокруговоротавпроанализированнойгеосистеменаблюдаетсяу4элементов (марганец, фосфор, барий, свинец), среди них 2 элемента относится к первому классу (фосфор) и второму классу (свинец) опасности. Выносу вещества в водосборных бассейнах противостоит биогеохимический круговорот. Это служит признаком удержания в геосистеме загрязняющих веществ. Можно ожидать, что в процессе техногенного загрязнения достаточно быстро будет происходит самоочищение геосистемы от химических элементов, которые активно участвуют в водной миграции, и очень долго будет протекать процесс самоочищения геосистемы от химических элементов с высокими коэффициентами биологического поглощения после прекращения антропогенного воздействия.

УДК 630*43: 631.417.2 (571.61)

ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ПИРОГЕННЫХ БУРОЗЁМОВ АМУРО-ЗЕЙСКОЙ РАВНИНЫ С.В.

Брянин

Институт геологии и природопользования ДВО РАН, Благовещенск, e-mail: [e-mail]

Особенности почвообразования Дальнего Востока оказывают большое влияние на процессы гумусообразования. Длительныйвегетационныйпериод,достаточноеколичествотеплаивлагиспособствуют большому ежегодному приросту растительной массы, а, следовательно, и значительному поступлению органических остатков. Наиболее интенсивное разложение происходит в летне-осенний период при высокой активности микробиологических процессов. Быстрое наступление холодов осенью и довольно глубокое промерзание почв зимой ведет к консервации продуктов биогенного распада и синтезу органических веществ,

69