3 курс / 2 семестр / Экология ландшафтов / Глазовская_2012

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

*/ Режимы увлажнения: А-автоморфный; АГполугидроморфный; Г- гидроморфный, ПГ - периодически гидроморфный; В – водоемы.

Литература

1.Левина Н.Б., Ткаченко В.А., Тюрин В.Н., Лаврович Н.Н., Щепетова Е.В. Урочище Барсова Гора – уникальный объект ледниковой геологии и таежной растительности Среднего Приобья // Квартер во всем его разнообразии. Фундаментальные проблемы, итоги изучения и основные направления дальнейших исследований: Мат-лы VII Всеросс. совещ. по изучению четвертичного периода

(Апатиты, 12-17 сентября 2011 г.). Апатиты, СПб, 2011, Т 1. С. 28-30.

2.Кошкарев А.В. Цифровое моделирование рельефа // Морфология рельефа. М.: Научный мир, 2004.–

С.103 – 122.

3.Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: «Астрея-2000», 1999, 764 c.

4.Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М., Высшая школа, 1988. 324 c.

5.Глазовская М.А. Геохимические основы типологии и методики исследований природных ландшафтов. Смоленск: Ойкумена, 2002. 288 c.

6.Исаченко А.Г. Основы физико-географического районирования и ландшафтоведения. М.: Наука, 1991. 366 c.

УДК 631.47

ОТРАЖЕНИЕ СПЕЦИАЛЬНОГО СОДЕРЖАНИЯ НА ПРИКЛАДНЫХ ПОЧВЕННЫХ КАРТАХ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЦИФРОВЫХ МЕТОДОВ

Н.П. Сорокина (1), Д.Н. Козлов (2)

(1)Почвенный институт имени В.В. Докучаева, Москва, e-mail: sorokina_np@list.ru

(2)МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, e-mail: daniilkozlov@gmail.com

Прикладные и специальные карты составляют большой раздел крупномасштабной почвенной картографии. К ним относятся и частные карты (отражающие отдельные свойства почвенного покрова - ПП), и интерпретационные карты различного содержания (агропроизводственных, почвенно-мелиоративных групп, почвенно-геохимические и др.). Наиболее распространенный подход к составлению карт специального содержания«интерпретационный»,онзаключаетсявдополнениисодержаниябазовойпочвенно-генетической карты специальной нагрузкой. Базовая карта используется как контурная основа. Специальное содержание раскрывается в легенде, а также на карте - при индивидуальной характеристике контуров. Таковы, например, карты засоленных почв, на которых в пределах каждого контура базовой карты даются количественные характеристики содержания и состава солей. Схожим способом составляют почвенно-геохимические карты, например, радиальных барьеров.

В то же время критерии диагностики почв, установленные в принятой генетической классификации, не всегда отвечают задачам прикладных группировок. Имеется ряд агроэкологически значимых характеристик почвенного профиля, которые фиксируются при описаниях и в принципе картографируемы, но не получают отражения в классификации [1]. Так, показано, что оподзоленность агросерых почв (обилие «присыпки») в условиях Владимирского ополья отражает смену условий увлажнения, влияющих на урожай [2]. В ряде случаев для прикладных группировок нужны иные, чем для генетической классификации, количественные придержки при диагностике. Например, для почвенно-мелиоративной группировки конкретной территории может понадобиться более детальное, чем в базовой классификации, разделение по глубине и выраженности глеевых горизонтов, уровню грунтовых вод. Сошлемся также на опыт составления крупномасштабной карты агрогенной трансформации серых лесных почв, в легенде которой градации диагностических признаков почв отвечают задаче последующей агрогенетической интерпретации, вне зависимости от таксономического положения [3].

Отражение на прикладных картах значимых для их содержания почвенных показателей может достигаться различными путями: 1) описанным выше способом дополнения содержания контуров базовой карты; 2) наложением нескольких карт различных показателей; 3) путем прикладной группировки почвенных профилей с выделением качественных категорий и последующим выявлением ареалов групп.

Цифровые методы картографирования допускают использование каждого из этих способов. При использовании в качестве контурной основы базовой почвенной карты специальное содержание дается для каждого контура в атрибутивной базе данных. Имеется опыт составления ГИС с наложением слоев,

300

Доклады Всероссийской научной конференции

характеризующих разные диагностические показатели почв, и их последующей интеграцией в почвенной карте [4].

Третий способ составления прикладных карт (группировка разрезов и непосредственная интерполяции точечных данных без учета контуров базовой карты) рассматривается ниже.

Объект исследования, материалы и методы. Исследования проводились на полигоне Почвенного института им. В.В. Докучаева на южном склоне Клинско-Дмитровской гряды, в ареале дерново-подзолистых суглинистых почв.

Целью исследования было составление цифровых карт лимитирующих процессов (эрозии и оглеения) и карты агроэкологических групп ПП с использованием методологии структуры почвенного покрова. Картографирование проведено на территории пахотных массивов (2800 га). Использовано более 1500 точек почвенных описаний. Составлены:

1.Карты распространения доминирующих категорий эрозии и оглеения. Их содержание соответствует принятым в практике «картограммам».

2.Карты почвенных комбинаций (ПК) по оглеению и по эрозии. Выделено шесть ПК по оглеению и шесть эрозионно-аккумулятивных ПК.

3.Карта агроэкологических групп ПК с отражением обоих лимитирующих показателей и их сочетаний. Выделено девять категорий ПК.

Особенности принятой методики составления цифровых агроэкологических карт:

1.Группировки почв с выделением категорий эрозии и оглеения проведены авторами по комплексу диагностических показателей почвенного профиля с учетом местных условий. Так, диагностика почв эрозионно-аккумулятивного ряда учитывает мощности пахотного горизонта и оподзоленной толщи, содержание гумуса, содержание ила, крутизну склона, положение в ландшафтной катене.

2.Интерполяция результатов точечного опробования проведена на основе цифровой модели почвенноландшафтных связей. Факторно-индикационную основу задавали морфометрические характеристики рельефа, рассчитанные в программе SAGA на основе цифровой модели рельефа (ЦМР) с разрешением 30 м. Вероятность проявления в каждом пикселе каждой почвенной категории оценивалась по обучающей выборке средствами пошагового дискриминантного анализа. Возможности цифровых методов позволяют выбрать из большого набора морфометрических характеристик рельефа (восемнадцать) наиболее индикационно значимые и использовать только их для выделения ареалов картографируемых категорий. Типизация ПК проводиться в соответствии с существующими нормативами процентного состава компонентов ПП

3.Интегральная карта агроэкологических групп ПК обобщает информацию карт ПК эрозии и оглеения. При выделении групп ПК привлечены специальные агроэкологически обоснованные критерии, учитывающие продуктивность сельскохозяйственных культур. К таким критериям относится долевое участие

вПК эродированных и оглеенных компонентов, при котором в данных региональных условиях происходит достоверное снижение продуктивности культур и ухудшение агротехнических условий. Источником информации являются экспериментальные данные учетов урожаев на компонентах ПК.

4.Все карты сопровождаются картосхемами, отражающими неопределенность прогноза, что позволяет оценить достоверность проведенной интерполяции.

Результаты и выводы.

1.Сравнение карт доминантных групп и карт ПК показывает значительно большую информативность и более высокую точность последних. Кроме того, карты ПК в большей степени отвечают задачам сельскохозяйственнойпрактики,т.к.размерыареаловПК(вотличиеотЭПА)соизмеримысплощадьюнизших единиц хозяйственного использования.

2.Составиндикационныххарактеристикотличендляпочвэрозионно-аккумулятивногоигидроморфного рядов. Наиболее значимой характеристикой для дифференциации ПК гидроморфного ряда является индекс влажности. Из других показателей отметим индекс конвергентности, отражающий форму склона в плане, а также показатель превышения над тальвегом. Для эрозионно-аккумулятивной модели основные индикаторы: 1) крутизна; 2) величина водосборной площади; 3) фактор соотношения длины/крутизны склона. Весьма информативен показатель эрозионного потенциала, который четко разделяет группы ПК с преобладанием несмытых почв и группы с преобладанием эродированных почв.

3.Карта агроэкологических групп ПК отражает дифференциацию территории на агроэкологически однородные участки с одинаковой продуктивностью, одинаковой выраженностью и направлением современной агрогенной трансформации ПП. Карта построена по ландшафтно-позиционному принципу. Ареалы выделенных групп (зональные автоморфные; эрозионно-зональные; эрозионные; эрозионноаккумулятивные; полугидроморфно-зональные; полугидроморфные; гидроморфные; полугидроморфноэрозионные; эрозионно-полугидроморфные) имеют достаточно четкие позиции в агроландшафте и соответствуют элементарным геохимическим ландшафтам.

4.Большоеметодическоезначениеимеетвыводобизбирательностииндикационныххарактеристикдля картразногосодержания.Онподтверждаетцелесообразностьвыявленияареаловкартографируемыхкатегорий прикладных карт независимо от контуров базовой карты. Разумеется, реализация метода возможна при достаточной обеспеченности территории съемки почвенными разрезами. Контроль точности интерполяции

спомощью карт неопределенности прогноза позволит сравнить эффективность данного метода с другими способами составления специальных карт. Изложенный подход может быть использован при составлении почвенно-геохимических и других специальных карт.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 11-04-02064-а.

301

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

Литература

1.Сорокина Н.П. Пространственно-типологический подход в почвенной картографии //Масштабные эффекты при исследовании почв. М.:МГУ, 2001. С. 114-126.

2.Савастру Н.Г. Агроэкологическая оценка почвенного покрова Владимирского ополья для проектирования адаптивно-ландшафтного земледелия. Автореф. диссерт….канд.биол.наук. М., 1999. 26 с., 1998.

3.Козловский Ф.И., Сорокина Н.П., Шубина И.Г. Систематика и картографирование почв на структурно-функциональной основе// Теория и методы изучения почвенного покрова. М.:ГЕОС, 2003. С.496-526.

4.Савин И.Ю. Детальная компьютерная инвентаризация почв//Генезис, география и картография почв. М., 2000. С.269-278.

УДК 550.42

МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ПОЙМЕННЫХ ПОЧВ ДОЛИНЫ РЕКИ УРКАН (БАССЕЙН РЕКИ АМУР)

О.А. Сорокина

ИГиП ДВО РАН, Благовещенск, e-mail: osorokina@ascnet.ru

Одним из основных направлений экологических исследований является изучение состояния природнотерриториальных комплексов в зонах интенсивного техногенного воздействия. В этой связи Приамурье, в пределах которого широко развиты горнопромышленные предприятия, является хорошим полигоном для отработки методических аспектов таких исследований. Характерной особенностью данных предприятий являетсяихрасположениенепосредственновдолинахкрупныхпритоков,питающихмагистральныеводотоки региона–рекиАмур,Зея,Селемджа,Буреяидр.Учитываямобильностьречнойсистемы,можнопредполагать, что техногенное загрязнение может распространиться достаточно далеко и оказать влияние на практически все компоненты долинных ландшафтов Приамурья. Чутким индикатором состояния экологии речных систем являются развитые в их пределах почвы. При этом их химический состав обусловлен многими факторами, в том числе особенностями состава горных пород, биологическими процессами, характером и интенсивностью техногеннойнагрузки.Вследствиеэтого,впоследниегодыпочвывцелом,ипойменныевчастности,являются объектом пристального изучения.

В данной работе был изучен химический состав пойменных почв долины среднего течения реки Уркан(бассейн реки Амур) протяженностью около 100 км. Определение химического состава почв проведено

влабораториианалитическойхимииДВГИДВОРАН(г.Владивосток)поаналитическойсхемесприменением методов плазменной спектрометрии: атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой), в сочетании с рентгено-флуоресцентным методом в ИГиП ДВО РАН (г. Благовещенск). Измерения выполнены на спектрометре ICAP 6500 Duo (Thermo Electron Corporation, США) и Pioneer S4 (Bruker).

Химический состав почв, как правило, наследуется от материнской породы. Анализ распространения и строения почв показывает, что все почвы от примитивных до полнопрофильных образуются из рыхлых осадочных пород [1]. Поверхность плотных коренных пород разрушается в силу различных экзогенных факторов, образующийся материал обязательно переоткладывается, формируя рыхлые породы. В пределах указанного интервала долина реки Уркан с северо-запада на юго-восток рассекает разновозрастные геологические образования [2]. Наиболее древние из них представлены метаморфическими комплексами, условноотносимымикдокембриюиизвестнымивгеологическойлитературекак«гонжинская»и«чаловская» серии.Значительнымраспространениемвпределахописываемогоучасткапользуютсянижне-исреднеюрские флишоидные отложения, раннемеловые интрузивные и вулканические образования. Достаточно локально представлены палеозойские терригенно-карбонатные отложения и позднепалеозойские кварцевые диориты, гранодиориты, граниты.

Оцениватьзакономерностираспределенияхимическихэлементовможноопираяськакнаабсолютные, так и на относительные концентрации. В пределах изучаемого района долину р. Уркан пересекают разнообразныепосоставугеологическиеобразования.Учитываяэтотфакт,представляетсяцелесообразным

вкачестве эталона сравнения для пойменных почв долины реки использовать средневзвешенный состав верхней континентальной коры [3, 4]. Мультиэлементные графики пойменных почв представлены в виде отдельных линий, а единичные графики почв мира [5] объединены на рисунке в виде соответствующего поля (рис.1).

Анализ представленных графиков свидетельствует о том, что сравниваемые почвы достаточно близки посвоемусоставу.Максимальныхзначенийвпочвахдолинырекидостигаюттакиеэлементы,какV,Cr,Zn,Zr, Ba, W; отметим также некоторый дефицит Be,Y, Mo, Cd, Ta, U. Можно отметить, что уровень концентраций и характерраспределенияхимическихэлементоввпойменныхпочвахисследуемогоучасткадолинырекиУркан

вцелом соответствует таковым в почвах мира (аллювиальных почвах США). В рассматриваемых образцах не выявлено повышенных концентраций химических элементов (V, Co, Cr, Cu, Ni, Zn, Pb), которые могли бы бытьобусловленывлияниемгорнопромышленныхкомплексов.РаботавыполненаприподдержкеРоссийского фонда фундаментальных исследований (гранты № 11-05-00372-а, № 12-05-00143-а).

302

Доклады Всероссийской научной конференции

Рис. 1. Графики распределения микроэлементов в пойменных почвах долины р. Уркан (1) в сравнении со средним составом мировых почв (2) [5]. Использован состав верхней континентальной коры по С.Тейлору и С.Макленнану [3, 4].

Литература

1.Добровольский Г.В., Карпачевский Л.О., Криксунов Е.А. Геосферы и педосфера. М.: ГЕОС. 2010.- 190 с.

2.Геологическая карта Приамурья и сопредельных территорий. Масштаб 1:2500000. С.-Петербург: ВСЕГЕИ. 1999.

3.Taylor S.R., McLennan S.M. The geochemical evolution of the continental crust// Reviews of Geophysics. 1995. V.33. P.241-265.

4.McLennan S.M. Relationships between the trace element composition of sedimentary rocks and upper continental crust. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 2. (article no. 2000GC000109).

5.Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир. 1989. – 439 с.

УДК 554.772+550.424

СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ТИПОВ ПОЧВ БАССЕЙНА ОЗЕРА КОТОКЕЛЬСКОЕ (ЗАПАДНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ)

С.Б. Сосорова, М.Г. Меркушева, Л.Л. Убугунов

Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Улан-Удэ,e-mail: soelma_sosorova@mail.ru

Почва является аккумулятором соединений химических элементов, поступающих в окружающую среду. Поглотительная способность почв по отношению к тяжелым металлам определяется многими факторами, такими, как гранулометрический состав, содержание карбонатов и другими [1]. В настоящее время цинк является одним из приоритетных загрязнителей почв. Он отличается высокой степенью миграции

всопредельные среды и аккумуляцией растениями [2]. Поэтому выявление количественных закономерностей поглощения тяжелых металлов, в частности цинка, почвами является актуальной задачей при разработке мер охраны окружающей среды.

Вкачестве объектов исследования нами были выбраны верхние слои 0-20 см темногумусово-глеевой (р.1) и торфяной эутрофной (р.4) почв бассейна озера Котокельское (в 2 км от северо-восточной части оз. Байкал), которые формируются в условиях континентального климата. Почвы характеризуются слабокислой илиблизкойкнейтральнойреакциейсреды,невысокимсодержаниеморганическоговещества(заисключением р.4 - 15.1%), легким гранулометрическим составом.

Вмодельных опытах использовали фракцию почв меньше 1мм в естественной катионной форме и серию растворов азотнокислого цинка в диапазоне концентраций от 0.1 до 2.5 мМ /л.

Взаимодействие катиона Zn с навеской почвы проводили при комнатной температуре в статических условиях при соотношении почва-раствор 1:25, время взаимодействия -24 ч. После установления равновесия

всистеме «почва-раствор» вытяжки отфильтровывали и методом атомно-адсорбционной спектрофотометрии определяли содержание цинка в фильтратах. Количество поглощенных катионов Zn рассчитывали по разности между концентрациями металла в исходном и равновесном растворе. На основе полученных экспериментальных данных построены изотермы сорбции катионов цинка почвами (рис.), которые описываются уравнением Ленгрюма:

303

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

При оценке растворов металлов уравнение адсорбции Ленгмюра принимает вид:

где С – равновесная концентрация элемента в растворе; Q – количество поглощенного элемента на единицу массы сорбента; Qmax – сорбционная ёмкость сорбента; K – коэффициент отражающий прочность связи между элементом и реакционными центрами сорбента [3].

Тип изотермы позволяет судить о степени сродства катиона адсорбируемого цинка к сорбционной поверхности почвы. Изотерма сорбции катиона Zn исследуемыми почвами относится к L-типу. Эта форма свидетельствует о том, что при низких концентрациях адсорбата он имеет относительно высокое химическое сродство с поверхностью адсорбента [4] . Начальные участки кривых характеризуются интенсивным поглощением, затем после внесенной концентрации 1,0 мМ/л выходят на плато насыщения. В начальный периодвзаимодействия почвысраствором,наповерхноститвердойфазыпочвыприсутствуютбольшеечисло разнообразных свободных сорбционных центров, которые с увеличением концентрации раствора и времени контакта постепенно уменьшаются по мере связывания их ионами металла.

Максимальная адсорбционная емкость Qmax показывает максимальную сорбцию Zn почвой, константа К характеризует сродство металла к адсорбенту. Для темногумусово-глеевой почвы расчетные параметры Qmax составляют 16,7 мМ/г и К=25,7 л/мМ, а для торфяной эутрофной соответственно 25 мМ/г и 29,8 л/мМ.

Рис. 1. Изотерма адсорбции цинка темногумусово-глеевой (р.1) и торфяной эутрофной (р. 4) почвами бассейна оз. Котокельское

Относительно высокие значения параметров сорбции Zn торфяной эутрофной почвой можно объяснить большим вкладом органического вещества за счет образования внешнесферных комплексов и электростатического взаимодействия [5, 6].

В целом следует отметить, что почвы с высоким содержанием органического вещества и илистой фракции характеризуются значительной сорбционной емкостью по сравнению минеральными почвами.

Литература

1.Ладонин Д.В. Влияние железистых и глинистых минералов на поглощение меди, цинка, свинца и кадмия в конкреционном горизонте подзолистой почвы Почвоведение. 2003. № 10. С.1197-1206.

2.Башкин В.Н, Касимов Н.С. Биогеохимия. М.: Научный мир. 2004. 648 с.

3.Водяницкий Ю.Н., Рогова О.Б., Пинский Д.Л. Применение уравнений Лэнгмюра и ДубининаРадушкевича для описания поглощения Са и Zn дерново-карбонатной почвой // Почвоведение. 2000. N 11. С. 1391-1398.

4.Соколова Т.А., Трофимов С.Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный обмен: учебное пособие. Тула: Гриф и К. 2009. 172 с.

5.Ладонин Д.В., Карпухин М.М. Влияние основных почвенных компонентов на поглощение меди, цинка и свинца городскими почвами // Вест. Моск. Ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2008. № 3. С.33-38.

6.Минкина Т.М. Соединение тяжелых металлов в почвах Нижнего Дона, их трансформация под влиянием природных и антропогенных факторов. Автореф. дисс. докт. биол. наук. Ростов -на-Дону, 2008. 48 с.

УДК 911.5.6.9.

ЛАНДШАФТНОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПОИСКОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (НА ПРИМЕРЕ ПРИМОРСКОГО КРАЯ)

В.Т. Старожилов

Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, E-mail: star@sns.dvfu.ru

Ландшафт во многом определяет систему условий эффективного и рационального применения геохимических методов поисков минерально-сырьевых ресурсов [1]. Картографические ландшафтные материалырегиональногоинформационногоуровнярассматриваютсякакважныеосновыврешениивопросов оптимального использования ландшафтно-геохимических методов поисков месторождений. Однако до недавнеговременивПриморскомкраерегиональныеландшафтныекартыотсутствовали.Всвязисэтим,нами

304

Доклады Всероссийской научной конференции

составлены карты ландшафтов в масштабе 1:500 000 и 1:1000 000 [2,3] и объяснительная записка [4], а также карта физико-географического районирования Приморского края в масштабе 1:1000 000 [5]. Весь полученный поландшафтномурайонированиюкартографический,статистическийитекстовыйматериалприменялсянами приизучениивопросапрактическогопланированияи применениягеохимическихметодовпоисковминеральносырьевых ресурсов в зависимости от ландшафтных обстановок. При этом планирование осуществлялось на основе сопряженного изучения достаточно значимых выборок данных не только по рельефу, растительности

ипочвам, но и коренным и рыхлым породам, климату. Также проанализированы: мощность рыхлых накоплений,транзитобломочногоматериала,увлажнение,глубинавреза,густотарасчленения,интенсивность физического и химического выветривания, мезо- и микроклиматические особенности. Это, прежде всего: солнечная радиация и сияние, температура, ветер, влажность, атмосферные осадки, снежный покров, глубина промерзания,различныестихийныеиэкстремальныеявления.Крометого,исходяизпредставлениязначимости припроведениигеохимическихпоисковвсехкомпонентовифакторовландшафта,втомчислефундаментакак вещественного компонента и фактора его динамики, нами рассматривается коренной и рыхлый фундамент. В результате в качестве основы для планирования применения методов поисков месторождений использовался высокоинформативный материал, по взаимодействующим, взаимообусловленным и взаимопроникающим друг в друга компонентам и факторам ландшафтов [6]. В ландшафтных условиях Приморского края на вершинах, водоразделах и при водораздельных частях зоны развития ландшафтов среднегорного рода интенсивно проявлены процессы физического выветривания и курумовый транзит обломочного материала. Это приводит преимущественно к глыбовой дезинтеграции скальных пород. Мелкозем формируется в весьма незначительных количествах, почвы имеют неполный профиль или отсутствуют вообще. В таких условиях шлиховые и металлометрические ореолы рассеяния либо имеют расплывчатые контуры и незначительные содержания, либо отсутствуют вообще. Для восполнения недостающей поисковой информации по нашим данным здесь могут быть рекомендованы гидрохимический, биохимический, шлиховой геохимический, валунно-обломочный, склоново-глыбовый методы. Для нижних частей склонов среднегорного рода ландшафтовболеехарактернадезинтеграцияобломковируд,характеризующаяглубокуюстадиюмобилизации минерального вещества, вплоть до распада его на минеральные компоненты. С этой стадией, а следовательно

иландшафтной территорией, связано формирование наиболее контрастных ореолов и потоков рассеяния минеральныхресурсов,хорошоулавливаемыхвсемитрадиционнымигеохимическимипоисковымиметодами. В зоне ландшафтов низкогорного рода, где скорость транзита заметно ниже, происходят более глубокие химические превращения рыхлых склоновых отложений. В результате солевые и механические ореолы в низкогорного рода ландшафтах в значительной мере ослабевают. В этих условиях поисковые сигналы могут быть существенно дополнены и усилены применением шлихо-геохимического и биохимического методов в комплексе с поисковой геофизикой. Огромные пространства в пределах Приморского края относятся к категории полузакрытых и закрытых. К полузакрытым следует, в первую очередь, отнести участки развития предгорных делювиальных шлейфов и площадных кор выветривания в пределах ландшафтов низкогорного рода, Здесь может оказаться достаточно информативным биогеохимический и шлихо-геохимический методы. В районах перекрытых базальтами следует в полную меру использовать глубинные возможности гидрохимии. Что касается аккумулятивных обстановок, то здесь возможно применение бурения в комплексе с геофизическими методами. Ландшафтные условия выделенных нами при региональном ландшафтном районировании Приморья округов, провинций, областей [5] также определяют возможности применения тех или иных геохимических методов поисков минерально-сырьевых ресурсов. В частности, Верхнее-Единский округ характеризуется развитием ландшафтов горно-таежного класса и расчлененносреднегорного рода, а также видов с пихтово-еловыми лесами на горно-таежных бурых иллювиально-гумусовых неоподзоленных

иоподзоленных почвах. По данным настоящих исследований в таких ландшафтных условиях наиболее эффективно нужно применять из геохимических – литохимию по вторичным ореолам, литохимию по потокам рассеяния, гидрохимический и биогеохимический методы. Рекомендации по планированию применения методов поисков в зависимости от ландшафтных обстановок нами даются по 54 физико-географическим округам.

Такимобразом,врезультатерегиональногоизученияструктурыиорганизацииландшафтовПриморского края, как фрагмента юга Дальнего Востока, установлена ландшафтная картографическая дифференциация

идаются рекомендации применения геохимических поисков минерально-сырьевых ресурсов в зависимости от ландшафтных обстановок иерархических единиц ландшафтов регионального уровня. Рассматриваемые в докладе ландшафтные данные регионального уровня по районированию Приморья это важные ландшафтные основы в планировании ландшафтно-геохимических поисков минерально-сырьевых ресурсов. Все поисковые геохимические методы должны применятся с учетом конкретной природной обстановки всех классификационных единиц ландшафтов. Такой целевой подход к отбору первичной поисковой информации позволит качественнее планировать применение тех или иных геохимических методов поисков при изучении минерально-сырьевых ресурсов Дальнего Востока.

Литература

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

2.Старожилов В.Т. Карта ландшафтов Приморского края масштаба 1:500 000. М.: ВНТИЦ, 2007. - № 50200702556.

3.Старожилов В.Т. Карта ландшафтов Приморского края масштаба

305

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

1: 1 000 000. - Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2009.

4. Старожилов В.Т. Ландшафты Приморского края масштаба 1: 500 000 (Объяснительная записка к карте масштаба 1: 500 000). - Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2009. - 368 с.

5.Старожилов В.Т., Зонов Ю.Б.. Карта физико-географического районирования масштаба 1:1000 000 Приморского края // Электронные карты Приморского края.- Владивосток: ТИГ ДВО РАН, 2006.

6.Старожилов В Т. Региональные особенности компонентов и факторов структуры и организации ландшафтов юга Дальнего Востока (на примере Приморского края): монография. – Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2007.- 114 с.

УДК 502.521:504.5-03(470.51)

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ И ГРУНТОВ КАК ОБЪЕКТ ПРИКЛАДНЫХ ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В УДМУРТСКОЙ РЕСПУБЛИКЕ

В.И. Стурман, В.М. Габдуллин

ФГБОУ ВПО «Удмуртский государственный университет», Ижевск, e-mail: st@uni.udm.ru

Прикладные эколого-геохимические исследования в Удмуртской Республике выполнялись в целях решения разных задач:

-оценкиэкологическойобстановкисогласнообщепринятойметодике[1]иразработкиприродоохранных мероприятий в промышленных городах;

-улучшения состояния водохранилища в г. Ижевске;

-инженерно-экологических изысканий по объектам добычи и транспортировки нефти, а также в зонах защитных мероприятий хранения и уничтожения химического оружия.

Фоновыехарактеристикисодержанияхимическихэлементоввповерхностномгоризонтепочв(таблица

1)были определены по материалам прикладных исследований за пределами городских территорий.

Таблица 1

Средние содержания элементов для наиболее распространенных в Удмуртии сочетаний почв и подстилающих их грунтов (верхний 5-см слой), в мг/кг

ВИжевскеоколо80%городскихтерриторийсопаснымичрезвычайнымопаснымуровнямизагрязнения (Zc более 32) приурочено к поймам и низким надпойменным террасам; тогда как более 80% территорий с допустимым уровнем загрязнения (Zc до 16) - к водоразделам. Такое распределение уровней загрязнения отражаеткакисторическисложившееся(новесьманеудачноевэкологическомотношении)преимущественное размещение крупных промышленных предприятий на поймах и низких надпойменных террасах, так и худшие условия проветривания в пределах речных долин, а также перераспределение элементов в современных отложениях в результате их химической и механической миграции. Содержание Pb, Zn, Cu, Cr постепенно увеличивается по мере продвижения от водораздельных поверхностей к пойменным участкам речных долин,

306

Доклады Всероссийской научной конференции

причем на эоловых песчаных покровах их концентрации (особенно Pb, Co) значительно меньше, чем на водораздельных поверхностях с чехлом элювиально-делювиальных отложений. Общеизвестна связь между остротой экологических проблем и характером использования земель. Использование эколого-геохимических показателей позволяет охарактеризовать эту связь количественно. Средние значения концентраций элементов и суммарных показателей Zc по типам землепользования приводятся в таблице 2.

Таблица 2

Средние значения концентраций элементов и суммарных показателей загрязнения по элементам землепользования на территории г. Ижевска

В г. Ижевске эколого-геохимические методы исследования были также использованы при решении задачи улучшения состояния городского водохранилища. Исторически сложившейся особенностью г. Ижевска,какимногихдругихоснованныхвXVIIIвекепромышленныхгородовПредуральяиУрала,является расположениевегоцентральнойчастистаринногозаводскогопруда(водохранилища),крупнойпромышленной зонымашиностроительно-металлургическогопрофиля,атакженакопленныхзавесьпериодихработызоло-и шлакоотвалов. Золо- и шлакоотвалы, а также засыпанные металлургическими отходами понижения рельефа, занимают в общей сложности около 170 га, частично застроены или заняты железнодорожными путями и складами. Значительная часть шлака и золы залегает ниже уровня грунтовых вод, что делает проблематичным их удаление и одновременно создает предпосылки для выщелачивания содержащихся в отходах металлов.

При изучении гидрохимических особенностей шлакоотвала было выявлено, что составляющие значительнуючастьмассышлаковыхотходовоксидыкальцияимагнияформируютщелочныеисильнощелочные воды (рН от 8,51 до 11,58), в которых активно мигрирует в токсичной 6-валентной форме хром, используемый в качестве легирующей добавки и также содержащийся в шлаке в значительном количестве. Выполненные лабораторные эксперименты и расчеты позволили определить параметры искусственного геохимического

307

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

барьераизслоевторфаиизвестняка(вглубокихтраншеяхпараллельноберегу),рекомендованногоксозданию

врамках программы очистки и оздоровления водохранилища.

Врамках инженерно-экологических изысканий по объектам добычи нефти выявлены следующие особенности:

-потяжелымитоксичнымметалламвыявленныесодержанияваловыхформнаходилисьвпределахПДК илиОДК,заисключениеммышьяканаучасткахвыходовмедистыхпесчаниковперми(до2,2ПДК),азначения суммарного показателя загрязнения Zc, как при расчете на приведенные в СП 11-102-97 [2] ориентировочные значения, так и при учете регионального фона, во всех случаях соответствовали допустимому уровню;

- по бенз(а)пирену и пестицидам (ДДТ, ГХЦГ) не выявлено ни одного случая превышения не только нормативов, но и предела обнаружения;

- по микробиологическим и санитарно-паразитологическим показателям в отдельных случаях, при отборе проб на удобренных пахотных землях, отмечались небольшие превышения по кишечной палочке, не выходящие, однако, за пределы категории грунтов «чистые» согласно СанПиН 2.1.7.1287-03 [3];

- по нефтепродуктам и хлоридам оценка затруднена в связи с отсутствием легитимных нормативов, при этом концентрации нефтепродуктов выше 1000 мг/кг и хлоридов выше 0,02% массы сухой почвы зафиксированы соответственно в 10,3% и в 8,3% проб по данным мониторинга и в 6,0% проб (только по нефтепродуктам и только при отборе внутри обваловок) по данным изысканий.

Литература

1.Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич и др. М.: Недра, 1990. 335 с.

2.Свод правил. СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства». М.: Госстрой России, 1997. 41 с.

3.СанПиН 2.1.7.1287-03. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы. М., 2003. 12 с.

УДК 631.4

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОНОВЫХ ЛАНДШАФТОВ ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ (НА ПРИМЕРЕ БАССЕЙНА ОЗЕРА СЕЛИГЕР)

С.Б. Суслова, Т.М. Кудерина, Г.С. Шилькрот

Институт географии Российской академии наук, Москва, e-mail: svsu@mail.ru

Исследования геохимических параметров природного (фонового) состояния ландшафтов в настоящее время, в условиях постоянно возрастающего и непрерывно геохимически меняющегося антропогенного воздействия, приобретаютвсебольшеезначение.Определениефоновыхпараметровкомпонентовландшафтов является одним из необходимых аспектов эколого-геохимического анализа территории, важной «реперной» характеристикой, обеспечивающей достоверную оценку интенсивности и своеобразия техногенного загрязнения.

С 2001 г. в бассейне Селигера осуществляется геохимический мониторинг [1, 2] в районах, удаленных от источников загрязнения, элементарные геохимические ландшафты которых можно считать фоновыми для верховья р. Волги. Цель исследований – выявление особенностей концентрации и рассеяния микроэлементов в компонентах природных ландшафтов и определение геохимического фона территории.

Озеро Селигер – часть Верхневолжской водной системы – занимает на юго-востоке Валдайской возвышенностиводораздельноеположениеиявляется,посуществу,вторымистокомр.Волги.Исследованные ландшафты занимают моренно-водно-ледниковые равнины, сложенные преимущественно озерными и водно-ледниковыми песками и супесями. Рельеф территории в основном плоский – полого-волнистый, волнисто-холмистый [3]. Преобладают дерново-подзолистые разной степени оглеенности, как правило, слабогумусированные почвы, прибрежные участки заняты луговыми, аллювиальными и болотными разновидностями. Растительность представлена хвойными (сосняки, ельники зеленомошники) и мелколиственными лесами с хорошо развитым кустарничковым и моховым покровом. Водоразделы заняты сфагновыми и осоковыми болотами, по долинам рек распространены леса мелколиственных пород (береза, ольха) с разнотравно-злаковыми лугами.

Исследования проведены на основе ландшафтно-геохимического метода, заключающегося в изучении потоков вещества и энергии от позиций автономных – верховьев водосбора малых рек, к подчиненным – долинамкрупныхрекиозер.Природныйгеохимическийфонтерриторииопределялсяподаннымсопряженного опробования следующих компонентов ландшафта: почвообразующего субстрата (С), верхнего гумусового горизонта почвы (А), донных отложений оз. Селигер (ДО), поверхностных речных вод (РВ), озерных (ОВ) и грунтовых (ГВ), а также представительных для этих ландшафтов вида растительности – хвои (Х) сосны и черничника(Ч).Ксожалению,намипоканеполученыданныепохимическомусоставуорганогенногогоризонта торфяных болотных почв и мхов, имеющих широкое распространение на всей территории изучаемого района.

Определение микроэлементного состава почвообразующего субстрата, почв и растительности проводилось методом электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии, анализ проб донных отложений, поверхностных и грунтовых вод, дождевых и снеговых вод осуществлен методом массспектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на приборе ELAN 6100.

Показателифонапредставляютсобойсредниесодержанияэлементов,вычисленныепопредставительным выборкам. В таблице 1 приведены средние содержания химических элементов в компонентах природной среды для фоновых ландшафтов оз. Селигер.

308

Доклады Всероссийской научной конференции

С – почвообразующий субстрат, А – гумусовый горизонт почв, ДО – донные отложения, Х – зола хвои сосны, Ч – зола черничника; ОВ – озерные, РВ – речные, ГВ – грунтовые воды.

Сравнение экспериментальных фоновых оценок с глобальными, мировыми показателями, в качестве которых применяют кларки различных компонентов природной среды, позволило выявить следующие геохимические особенности компонентов фоновых ландшафтов бассейна Селигера.

Преобладающие в бассейне супесчаные почвообразующий субстрат и почвы сильно обеднены микроэлементами, однако в верхнегумусовом горизонте, как правило, содержание их в несколько раз выше. В субстратенакоплениеиоколокларковыйуровеньотмечаетсядляBa иPb,впочвах–дляPb,Cu,Cd.Содержание как в субстрате, так и в почвах других элементов – Fe, Ni, Co, Cr, Sr – понижено по сравнению с кларком, а для Mn, Zn, V отмечается уровень чрезвычайного дефицита (KР > 5). Для озерных донных отложений характерен схожий с почвами ряд накапливающихся элементов (Pb, Cd, Zn).

Иначе выглядит распределение элементов геохимического фона для поверхностных и грунтовых вод, являющихся по химическому составу гидрокарбонатно-кальциевыми. Минерализованные грунтовые воды заметно обогащены Fe, Cr, Ni, Sr, Mn, Ba. Для речных и озерных вод также характерно накопление этих элементов (кроме Mn) и V. При этом отмечается общая тенденция: содержание микроэлементов в речных водах выше (за исключением Ba, V, Pb), чем в водах селигерских плесов. Очевидно, реки, водосборные бассейны которых часто заболочены, получают от них дополнительные потоки элементов.

Химический состав растений определяется как геохимическими особенностями ландшафта, так и в значительной степени избирательной способностью их самих к накоплению отдельных элементов. Установлено, что в рассматриваемых ландшафтах хвоя сосны накапливает Mn, Zn, Cd, а для черники помимо этих элементов характерно избирательное накопление Cr. Согласно расчетам коэффициентов биологического поглощения для фоновых ландшафтов бассейна Селигер можно выделить две группы элементов: 1) слабого и среднего захвата – V, Pb, Co, Ni, Cu, Cr; 2) слабого накопления – Zn, Mn, Cd.

Таким образом, анализ главных компонентов фоновых ландшафтов свидетельствует о высокой вариабельности геохимических показателей (рис.1). Отчетливо прослеживается тенденция контрастного распределения: накопление ряда элементов в воде при дефиците их в почвообразующем субстрате, почвах и донных отложениях (Fe, Ni, Sr, V, Co, Cr) и наоборот – накопление в последних компонентах при дефиците в

ВРис. 1. Структура геохимической дифференциации микроэлементов по отношению к кларковым показателям в компонентах фоновых ландшафтов бассейна Селигер

Компоненты: С – почвообразующий субстрат, А – верхний гумусовый горизонт почв, ДО – донные отложения, Р – растительность, В – воды; степень накопления элемента по отношению к кларку:– аккумуляция, – соответствие кларку, – дефицит; – нет данных.

В последние годы выявлена существенная роль атмосферных осадков и выпадений (пыль, аэрозольные компоненты) в формировании геохимического фона компонентов ландшафта. В предыдущих исследованиях [2] было установлено, что повышенное содержание Zn в водных объектах селигерских ландшафтов (после дождей в колодцах)можнорассматриватьвкачествемаркера,указывающегонаеготехногенноепоступление.Проведенные

309