3 курс / 2 семестр / Экология ландшафтов / Глазовская_2012

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

Таблица 3

Показатели биологической активности почв

Литература

1.Замолодчиков Д.Г., Уткин А.И., Коровин Г.Н. Определение запасов углерода по зависимым от возраста насаждений конверсионно-объемным коэффициентам. // Лесоведение.-1998.-N 3.

2.Методы изучения биологического круговорота в различных природных зонах. М.: Мысль, 1978.

3.Быкова Л.Н., Зырин Н.Г. Значение корней травянистой растительности в круговороте азота и зольных элементов. // Вестник МГУ, 1960, №3.

4.Ананьева Н.Д., Сусьян Е.А., Рыжова И.М., Бочарникова Е.О., Стольникова Е.В. Углерод микробной биомассы и микробное продуцирование двуокиси углерода дерново-подзолистыми почвами постагрогенных биогеоценозов и коренных ельников южной тайги (Костромская область). // Почвоведение, 2009, № 9.

5.Anderson J.P.E., Domsch K.H.Aphysiological method for the quantitative measurement of microbial biomass in soils // Soil Biol. Bioche. 1978. V. 10. № 3.

6.Дорохова М.Ф., Исаченкова Л.Б. Биологическая активность дерново-подзолистых почв под разными типами леса. // Вестник Моск. Ун-та. Сер. 17, 1999; № 1.

УДК 911.52:550.4(470.111+571.121)

ИМПУЛЬВЕРИЗАЦИЯ АЭРОЗОЛЕЙ И ГЕОХИМИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ПРОЦЕССОВ В ДЕЯТЕЛЬНОМ СЛОЕ

М.П. Тентюков

Институт биологии Коми научного центра УрО РАН, Сыктывкар, e-mail: tentukov@ib.komisc.ru

ВклассификациипочвВ.В.Докучаеванасамомвысокомтаксономическомуровневыделяютсятригруппы почв,различающихсяпоотношениюкосадочномупроцессу:нормальные,переходныеианормальные[1].Причем последние отличаются им по принципу привноса осадка, что подразумевает соотношение почвообразования не

слитогенезом, а с седиментогенезом, т.е. со связанными с ним изменениями почвообразовательного процесса. Определеннуюрольвэтомпроцессеиграетосаждениевеществаизатмосферы(импульверизация).Атмосферный перенос твердого вещества так велик, а его химический состав настолько информативен, что данный аспект общего круговорота веществ в ландшафтах заслуживает особого внимания [2].

Отмечается, что в атмосфере в результате производственной деятельности человека сформировалась мощнаявоздушнаямиграцияметаллов,являющаясянетипичнымдлябиосферыпроцессом[3].Привоздушном переносе техногенные эмиссии могут претерпевать изменения вследствие геохимической активности атмосферы. Выделяется несколько ключевых процессов, определяющих данное свойство: а) индуцирование цепных реакций окисления SO2, б) образование кислотосодержащих аэрозолей и комплексообразование

сучастием ионов металлов с переменной валентностью при свободно-радикальном окислении SO2. Последнее позволяет высказать предположение, что свободные радикалы при их осаждении из атмосферы в ландшафтах могут играть роль своеобразных геохимических интермедиатов, инициируя в пределах деятельного слоя развитие геохимических процессов, которые в рамках традиционных представлений не имеют удовлетворительного объяснения.

Так, при изучении ландшафтов Центрального Ямала, характеризующихся низкой эрозионной устойчивостью, было установлено, что в почвах на ненарушенной (материковой) части склона глинистые минералы представлены одной ассоциацией: группа монтмориллонита, хлорит, слюда и каолинит, но в разных количественных соотношениях. При этом в подзолистом горизонте останца, «застывшего» на плоскостискольжения,образовавшегосяврезультатеаномальнобыстрогокриогенногокрипа(сплывапочвы),

320

Доклады Всероссийской научной конференции

отмечается высокое содержание хлорита. Это выглядит парадоксальным, поскольку в кислотном процессе подзолообразования хлорит должен растворяться. Можно думать, что выявленная нами минералогическая аномалия в почве останца свидетельствует либо о молодости подзолистого процесса, либо о повышенной интенсивности поступления хлорита на поверхность почвы – в количествах, перекрывающих его разрушение в подзолистом горизонте. Последнее возможно, если допустить, что хлорит осаждается из атмосферы (ветровые раздувы почв встречаются очень часто). Но поскольку процесс оглинивания сопровождается активным выносом железа (гидроксиды железа в большом количестве регистрируются на поверхности овражного аллювия в зоне разгрузки мерзлотной верховодки), очевидно, что действуют оба процесса. Следовательно, необходимая серная кислота для запуска кислотного выщелачивания глинистых минералов могла либо поступить из атмосферы в виде адсорбированных молекул, где в качестве носителей может выступать теллурическая пыль, либо появиться как побочный продукт свободнорадикального окисления (автоокисления) органического вещества почв с участием сульфатсодержащих аэрозолей. Известно, что реакции автоокисления органики могут происходить и при отрицательной температуре. Между тем, роль свободных радикалов в качестве интермедиатов, активизирующих химическое выветривание в мерзлотных ландшафтах, практически не исследована.

Атмосферный цикл миграции микроэлементов характеризуется специфическими особенностями, которые проявляются в соотношении миграционных форм, участвующих в аэральном потоке. Принимается, что общая концентрация комплексообразующего вещества в облачных каплях неограниченно превышает суммарную концентрацию металлов, связывающихся в комплексы. Это позволяет при выполнении расчетов концентраций закомплексованных ионов металлов привлечь теоретические данные по растворимости без учета конкурирующего взаимодействия между различными металлами.

Нами были выполнены расчеты, отражающие теоретическую растворимость следующих металловкомплексообразователей:Fe(III),Fe(II),Ag,Cd,Cu,Hg,Ni,Pb,Sn,Zn;взависимостиотрНсреды,гдевсистеме в качестве лигандов (L) выступают OH–, SO32–, S2O32–, NH30, Cl–, NO2–. Показано, что в атмосфере в интервале кислотности4-6большинствометалловвоблачныхкапляхможетприсутствоватьвформесвободногокатиона [Me 2+]. Это возможно, если принять, что свободные катионы входят в состав аквакомплексов [Ме(H2O) n]m+ , только такая форма может обеспечить им относительную устойчивость в условиях атмосферы. Тогда очевидно,чтовнезависимостиотприродытруднорастворимыхсоединенийметаллов−карбонатов,сульфидов, силикатов, оксидов и др. − при взаимодействии этих соединений с каплями облаков в атмосфере образуются гидратированныеионыметаллов.Длятрехвалентныхметалловвобластинизкихзначенийкислотности(рН2-4) миграция в форме свободного катиона [Me3+] прекращается и отмечается начало образования метастабильных комплексов типа Me (L)2+ и Me (L)2+. При этом стабильность последнего ограничена интервалами рН 3-6. Небольшие значения мольных долей дают основание говорить о сравнительно высокой растворимости данного монокомплекса и возможности его участия в обменных реакциях в аэрозольной среде.

В настоящее время выполнены теоретические и экспериментальные исследования механизма образования геохимических аномалий, возникающих на границе конденсированных сред в пределах деятельного слоя при взаимодействии аэрального потока с подстилающей поверхностью (почва, снежный покров, растения, водная поверхность). Полученные данные позволяют рассматривать деятельный слой как специфический поверхностный геохимический барьер, к которому приложимы концептуальные положения учения о геохимических барьерах [4]. Установлено, что специфичность поверхностных геохимических барьеров обусловлена поверхностными процессами, развитие которых определяется особыми свойствами поверхности – наличием свободной энергии поверхности. Поскольку в поверхностных процессах силы взаимодействия между частицами не уравновешены с поверхности, то на границе раздела конденсированных сред возникают граничные эффекты и явления, такие как адсорбция,

адгезия, аутогезия, поверхностное натяжение и поверхностная активность, капиллярная конденсация,

смачиваемость, которые определенным образом влияют на формирование поверхностных геохимических аномалий химических элементов.

Для их изучения разработан новый пассивный способ сбора аэрозолей в деятельном слое. Способ признан пионерным [5]. В отличие от широко применяемых пассивных пробоотборников, основанных на избирательной химической адсорбции [6], в новом пассивном пробоотборнике осаждение аэрозолей ведется на химически инертный сорбционный субстрат из порошковых или волокнистых материалов (оксиды металлов, фильтровальная бумага). Механизм осаждения обусловлен вандерваальсовым взаимодействием между частицами и сорбентом в пограничном слое. Процесс сопровождается адгезией аэрозольных частиц за счет капиллярной конденсации. Последнее обеспечивает высокую сорбционную активность субстрата в течение всего времени экспозиции, длительность которого определяется только задачами исследования. При этом конструкция устройства экспонирования сорбентов обеспечивает сохранность абсортива от начала отборапробыдомоментаанализа.Новыйпассивныйспособсборааэрозолейиспытанвдиапазонетемператур от – 47 до +32°С, относительной влажности 30–100% и скорости ветра – от штиля до 20 м×с–1 с порывами до 35. Наблюдения проводились в тундровой и таежной зонах европейской территории России. Полученные результаты позволяют рекомендовать новый пассивный способ сбора аэрозолей для изучения особенностей формирования поверхностных геохимических аномалий при сухом осаждении аэрозолей в деятельном слое, мониторингатрансграничногопереносакислотообразующихаэрозолей,сезоннойизменчивостиатмосферной радиоактивностивприземномслоевоздухапутемоценкиудельнойактивностиискусственныхиестественных радионуклидов в стоке аэрозолей.

321

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

Литература

1.Докучаев В.В. Русский чернозем. М.: Наука, 1948. Т.1. С. 414.

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

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

4.Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: Астрея-2000, 1999. 768 с.

5.Патент на изобретение № 22314511 «Способ сбора сухих аэрозолей для контроля окружающей среды и устройство для его осуществления» / Автор – М.П. Тентюков. Патентообладатель – Институт биологии Коми НЦ УрО РАН. Опубл. 10.01.2008. Бюл. № 1.

6.Юшкетова Н.А., Поддубный В.А. Метод пассивного отбора проб для мониторинга химического загрязнения атмосферного воздуха // Экологические системы и приборы, 2007. № 2. С. 3-10.

УДК [550.4:502.7](470.3)

ГЕОХИМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

Н.Я. Трефилова, А.И. Ачкасов

ФГУП «ИМГРЭ», Москва, e-mail: imgre@ imgre. ru,

Внастоящее время на территории 30-километровой зоны экологического контроля Калининской АЭС проводятсягеохимическиеработысцельюопределенияприродногофоновогоуровнясодержанийхимических элементов (геохимического фона) в различных компонентах окружающей среды. Объектами исследования при этом являются почвообразующие породы, почвы, поверхностные воды озер-охладителей (Удомля, Песьво), растительность и ихтиофауна местных водоемов. В изучаемых природных объектах определяются содержания до 70 химических элементов, опорный комплекс которых состоит из 20 элементов: Cd, Pb, Co, V, Cr, Sr, Mo, Fe, Mn, Cu, Zn, Ni, Hg, Cs, Li,As, Sb, Se, F, J.

Исследованияосуществляютсянаосновеландшафтнойдифференциациитерриториисиспользованием «Картыгеохимическихландшафтов»масштаба1:200000.Всвязисэтим,приотборепробприродныхобъектов учитываются ландшафтные позиции объектов, а также направление господствующих ветров, расстояние от атомной станции.

Исследуемая территория относится к лесным ландшафтам Европейской части России. По условиям миграции химических элементов в ее пределах выделяются три группы элементарных ландшафтов: элювиальных (выноса), трансэлювиальных (транзита) и супераквальных (аккумуляции).

Почвы. К распространенным в регионе почвам относятся зональные – типичные дерново-подзолистые

идерново-подзолистые глееватые и глеевые - и интразональные – болотные и аллювиальные. Эти почвы характеризуются четко выраженным как морфологическим, так и химическим вертикальным профилем. Содержание гумуса в горизонте А1 составляет 2-4 %, иногда доходя до 10 %. В этом же горизонте отмечается максимальная кислотность почвенных растворов (до сильно- и среднекислой), которая снижается с глубиной. Распределение химических элементов по вертикальному профилю почв неоднородно в силу формирования здесь геохимических барьеров.

Наиболее резко радиальная дифференциация элементов выражена в дерново-подзолистых почвах на тяжелых по механическому составу породах (в частности, на ледниковых валунных суглинках), где сформировались 2 геохимических барьера: биогеохимический в гумусовом горизонте А и сорбционный – в иллювиальном горизонте В, при минимуме содержаний элементов в почвообразующем горизонте С. В гумусовом горизонте происходит накопление Cs, Pb, Cr и Mn. Достаточно значимые накопления выявлены на сорбционном барьере в горизонте В – Pb, Co, V, Cr, Sr, Fe, Mn, Cu, Zn, Cs, Li, F.

Вдерново-подзолистых почвах, развитых на породах легкого механического состава (на водноледниковых песках), отсутствует заметная концентрация элементов на сорбционном барьере, а аккумуляция на биогеохимическом барьере верхнего гумусового горизонта очень слабая.

Вдерново-подзолистых глееватых и глеевых почвах наблюдается более контрастное накопление элементов в иллювиальном горизонте за счет сложения действий сорбционного и глеевого барьеров.

Дляаллювиальныхиболотныхпочввыявлентолькоодинмаксимумнакопленияэлементов-вгумусовом горизонте на биогеохимическом барьере.

Вцелом исследованные почвы при сопоставлении с кларками почв мира (H.J.M. Bowen, 1979) обнаруживают общую обедненность химическими элементами (Кк=0,1-0,6). По этой причине регион может быть причислен к территориям общего микроэлементного дефицита.

Растительность. Геохимическому анализу в ходе исследований были подвергнуты лесная (хвоя ели; листья березы; мхи, в т.ч. сфагнум; лесные ягоды - черника) и культурная (многолетние травы, клубни картофеля) растительность. Данные по содержанию элементов в исследованных растениях весьма далеки от нормативных гигиенических значений. Согласно величинам суммарного накопления элементов в сравнении с фоном, исследованные виды растений образуют следующий ранжированный по убыванию ряд: мох - сфагнум

– многолетние травы – лесные ягоды (черника) – хвоя ели – листья березы – клубни картофеля. Поверхностныеводы.ТехнологическимпроцессомработыАЭСпредусмотренсброспроизводственных

вод в близлежащие водоемы, т.н. озера-охладители Удомля и Песьво. Выявлено, что за время эксплуатации станции в водах озер наметился сдвиг водородного показателя в щелочной диапазон, увеличилась минерализация вод, изменился качественный солевой состав и др. Данные микроэлементного состава показали, что в озерных водах содержится широкий круг химических элементов, включающих в себя группу токсичных. Содержания элементов динамичны и в пространстве и во времени. В отдельные годы наблюдений

322

Доклады Всероссийской научной конференции

были установлены незначительные превышения ПДК по Be,Al, Mn, Fe, Tl, Pb.

ДонныеотложенияозерУдомляиПесьвохарактеризуютсязначительнымразбросомрН(отслабокислых до сильнощелочных), но в целом, в течение последних 10 лет, прослеживается сдвиг в сторону увеличения щелочности. Обогащенность отложений химическими элементами зависит от вида донных отложений. Наибольшим суммарным накоплением элементов характеризуются сапропели, более низким - суглинистые отложения. В ряде случаев установлены превышения пороговых нормативов по Pb,As, Mn, Cu.

Ихтиофауна. В рамках ихтиомониторинга, осуществляемого с участием авторов, детально изучены наиболее распространенные виды рыб, обитающие в водоемах-охладителях.

По гигиеническим нормативам состояние рыб весьма удовлетворительное. Из 6 нормированных элементов (Cd,As, Pb, Hg, Cu, Zn) лишь по Pb установлено превышение ПДК в одной пробе.

Сопоставление числа накапливающихся элементов и суммы накопления, вычисленных расчетным методом относительно среднего содержания в том или ином виде рыбы, можно констатировать следующее. У лещауровеньнакопленияэлементовобразуетряд:жабры–скелет-мышцы;усудака:скелет–жабры-мышцы.

При этом, в наибольшей степени химические элементы накапливаются у леща: а) в жабрах - Pb,Al, Co, F, J, Fe, Zn, V; б) в скелете - Ni, Li, Ga; в) в мышечной ткани - Hg, Cs, Rb; у судака: а) в жабрах – V, Cd, Y; б) в скелете – Li, Te, Pb, Ni, Sr, Ga; в) в мышцах – Rb, Hg, Cs.

Таким образом, установлено, что: а) за более чем 20-летний период работы АЭС выявлены единичные случаи превышения гигиенических нормативов в отдельных компонентах окружающей среды; б) фоновые характеристикиприродногораспределенияхимическихэлементовдеятельностьюАЭСпрактическиненарушены.

УДК 631.47

БИОФИЛЬНОСТЬ ЩЕЛОЧНЫХ, ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ВЕРХОВОМ ТОРФЕ, ЗАГРЯЗНЕННОМ ШЛАМАМИ И НЕФТЬЮ

С.Я. Трофимов (1), Ю.Н. Водяницкий (1), Н.А. Аветов (1), А.Т. Савичев (2),

(1)– Факультет почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, e-mail: yu.vodyan@mail.ru;

(2)– Институт геологии РАН, Москва

Болотные ландшафты на территории Среднего Приобья испытывают антропогенное воздействие за счет нефтедобычи. При этом на торфяную почву влияют не только углеводороды нефти, но и сопутствующие минеральные поллютанты, среди них наиболее опасны галогены, а также тяжелые металлы и металлоиды.

Биогенные объекты через биофильность химических элементов удобно использовать для индикации биогеохимических особенностей конкретного ландшафта. Для этого используют сопряженное изучение химическогосоставаторфаипроизрастающейнанемрастительности.Приэтомможнопроследитьизменение биологической доступности металлов в торфяных почвах в зоне влияния шламовых амбаров.

Значениякоэффициентабиологическогопоглощенияодногоитогожехимическогоэлементаварьируют в очень широких масштабах, что часто рассматривается как недостаток, мешающий построить надежный ряд биофильности элементов; она обусловлена, в первую очередь, физиологическими особенностями разных видов растений. Но и для одного вида растения колебание коэффициента биологического поглощения одного химического элемента бывает очень значительным. В этом случае сказывается влияние разной доступности растению элемента в почве. Очень разительно это сказывается на геохимических аномалиях (положительных и отрицательных). При малом различии в валовом содержании данного элемента в почве влияют локальные геохимические факторы, определяющие доступность элемента растению. Среди них важную роль для доступности элемента играют физико-химические параметры почвы (кислотно-основные и окислительновосстановительные условия), наличие или отсутствие фаз-носителей микроэлементов и другие факторы. Таким образом, варьирование величин коэффициента биологического поглощения элемента х в однотипном субстрате (верховом торфе) будет зависеть от локальных геохимических характеристик торфа.

В качестве объектов исследования были выбраны ключевые участки, расположенных по линии стока от шламовых амбаров 3-х кустовых оснований одного из месторождений Среднего Приобья. Анализировали торф и хвою сосны Pinus sylvestvis f. litwinоwii.

Полевые исследования проводили в августе 2010 г. С пробной площадки методом конверта с глубины 0-10 см отбирали образцы торфа и высушивали до воздушно сухого состояния, а затем прокаливали в муфеле. Аналогично прокаливали для получения золы и сосновую хвою.

На приборе Респект определяли содержание химических элементов в золе торфа и хвои рентгенофлуоресцентным методом, а редкоземельных металлов – рентгенорадиометрическим методом.

Для выявления геохимических особенностей торфов использовали показатели биологического поглощения Ах разных элементов. Были проведены следующие расчеты. Определяли коэффициенты биологического поглощения отдельного химического элемента х хвоей сосны:

Ах = nхвоя : nторф

Затем выявляли зависимость коэффициента биологического поглощения отдельного химического элемента х от редокс-условий в торфе КRed и характера засоленности в загрязненном торфе, определяемого отношениемSO3/Cl.Длявыявлениягеохимическихфакторов,влияющихбиологическоепоглощениеэлемента Ах в загрязненном торфе, был выполнен регрессионный анализ. Связи между показателем биологического поглощения элемента Ах и изучаемыми факторами среды F1 и F2 определяли в линейной форме:

Ах = a.F1 + b.F2 + c.

Использовали метод наименьших квадратов, коэффициенты а, b и c находили из минимизации

323

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

соответствующего функционала. Процедура сводится к решению 3-х уравнений с 3-я неизвестными методом Гаусса.Посленахождения коэффициентоврегрессииа,bи с,втойжекомпьютернойпрограммеподсчитывали дисперсии σ2 каждого из коэффициентов. Достоверность влияния геохимических факторов оценивали по величине коэффициентов а, b и с согласно t-критерию Стьюдента.

Предварительный регрессионный анализ показал, что набор факторов, влияющих на биологическую доступность химических элементов, зависит от природы самих элементов. Различаются две группы: одна

– это щелочные и щелочноземельные металлы, а также анионогенный Cr, другая – тяжелые катионогенные металлы, относящиеся к 3 – 14 группам расширенной версии периодической системы элементов (от V до Pb). Если биологическое поглощение щелочных и щелочноземельных металлов, а также Cr зависит от характера засоленности торфа и от показателя восстановленности КRed торфа, то эти критерии не влияют на биологическую доступность тяжелых катионогенных металлов. Их биологическая доступность зависит от содержания в торфе фосфора. В связи с этим регрессионный анализ двух групп металлов вели в зависимости от разных геохимических факторов.

Установлено, что на загрязненной территории по сравнению с фоном в хвое сосны повысилось содержание щелочных и щелочноземельных металлов: K, Rb, Mg, Sr, а также Mn. Одновременно снизилась биофильность тяжелых металлов Ni, Cr, Pb, La, Ce, а также тяжелого щелочноземельного металла Ba. Характерно,чтоповедениещелочноземельныхметалловSr иВазаметнодифференцировалось:биофильность менее тяжелого Sr повысилась, а более тяжелого Ва снизилась.

Взагрязненномторфебиологическоепоглощениенекоторыхщелочныхищелочноземельныхметаллов зависитотдвухфакторовсреды:редокс-условийихарактеразасоления–хлоридногоилисульфатного.Редокс- условия загрязненных торфов удобно характеризовать с помощью критерия восстановленности КRed как отношение коэффициентов биологического поглощения марганца и хрома: КRed = AMn :ACr. Чувствительность этого критерия основана на различной реакции металлов на восстановительные условия: у Mn подвижность возрастает, а у Cr она снижается. Вид засоления торфа характеризовали с помощью отношения SO3/Cl.

Биофильность Cа достоверно возрастает при росте степени хлоридного засоления торфа. Биофильность щелочныхметаллов(K иRb),атакжещелочноземельногоSr возрастаетприразвитиивосстановительныхусловий, вероятно, за счет усиления подвижности металлов при гидрофобизации частиц торфа нефтяными компонентами.

Биофильность анионогенного Cr снижается при росте восстановленности торфа в связи с выпадением в осадококсидовхромаввосстановительнойсреденаучасткеразливанефти.Этоведеткотрицательнойзависимости биофильности Cr от ожелезненности торфа, так как Fе выпадает в осадок в окислительной обстановке.

Биофильность катионогенных тяжелых металлов (Mn, Pb, Zn, Cu, Y) достоверно снижается при росте зафосфаченностизагрязненноготорфа,чтосвязанособразованиемслаборастворимыхфосфатовэтихметаллов.

По сравнению с минеральными почвами, загрязнение торфяных почв более резко изменяет их химический состав из-за низкого содержания зольных элементов. Это ведет к значительным колебаниям химического состава, возникновению мало распространенных ассоциаций элементов (например, фосфатов тяжелыхметаллов)ит.д.Сильноеварьированиехимическогосостава,причемнаблизкомрасстоянииопределяет необходимость тщательного и детального мониторинга загрязнения торфа, загрязненного шламами и нефтью.

На загрязненной территории по сравнению с фоном в хвое сосны повысилось содержание K, Rb, Mg, Sr,Mn.ОдновременноснизиласьбиофильностьBa,Ni,Cr,Pb,La,Ce.Заметнодифференцировалосьповедение тяжелыхщелочноземельныхметалловSr иВа:биофильностьменеетяжелогоSr повысилась,аболеетяжелого Ва снизилась. В загрязненном торфе биологическое поглощение некоторых щелочных и щелочноземельных металлов зависит от редокс-условий и характера засоления – хлоридного или сульфатного. Биофильность Cа достоверно возрастает при росте степени хлоридного засоления торфа. Биофильность щелочных металлов (K и Rb), а также щелочноземельного Sr возрастает при развитии восстановительных условий, вероятно, за счет усиленияподвижностиметалловпригидрофобизациичастицторфанефтянымикомпонентами.Биофильность анионогенного Cr снижается при росте восстановленности торфа в связи с выпадением в осадок оксидов хромаввосстановительнойсреде,особеннонаучасткеразливанефти.Биофильностькатионогенныхтяжелых металлов (Mn, Pb, Zn, Cu, Y) снижается при росте зафосфаченности загрязненного торфа, что связано, вероятно, с образованием слаборастворимых фосфатов этих металлов.

УДК 554.02:546.027

ИЗОТОПНАЯ ГЕОХИМИЯ ГОРНОПРОМЫШЛЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ ЮЖНОГО УРАЛА

В.Н. Удачин (1), П.Г. Аминов (1), Б. Спиро (2), Б. Вильямсон (2), Д. Вейсс (3)

(1)Институт минералогии УрО РАН, Миасс, Россия, e-mail: udachin@mineralogy.ru;

(2)Музей естественной истории, Лондон, Великобритания, e-mail: B.J.Williamson@exeter.ac.uk;

(3)Императорский колледж Лондона, Лондон, Великобритания, e-mail: d.weiss@imperial.ac.uk

Территория Южного Урала характеризуется высокой степенью насыщенности предприятиями горнопромышленного комплекса, в которых совмещены процессы добычи, обогащения полезных ископаемых и пирометаллургии. В регионе происходят процессы изменения природной атмосферной миграции микроэлементов, их накопления и трансформации в депонирующих средах, изменяются природные связи в системах: атмосфера – почва, атмосфера – водная поверхность, вода – донные отложения. Особенно активно процессы горнопромышленного техногенеза с образованием масштабных ореолов техногенного рассеяния халькофильныхэлементовпротекаютврайонахэксплуатацииколчеданныхместорождений.Здесьнавысокий природный фон микроэлементов в горных породах, почвах и растительности накладывается техногенная

324

Доклады Всероссийской научной конференции

компонента, обусловленная атмосферным переносом тонкодисперсного материала от мест расположения отходов добычи, обогащения руд (хранилища) и медеплавильных заводов. Первичные природные ландшафты трансформируются в природно-техногенные с формированием в узлах горнопромышленной деятельности геотехнических систем (ГТС).

Для индикации горнопромышленного техногенеза авторы использовали комплекс изотопногеохимических методов, который включает применение в качестве меток 137Cs и 210Pb для абсолютных датировок скоростей озерной седиментации и изотопных отношений свинца 206Pb/207Pb для оценки миграционных циклов халькофильных элементов в природно-техногенных ландшафтах. История применения изотопно-геохимических маркеров для оценки условий и скоростей седиментации в континентальных водоемах в различных географических точках планеты насчитывает около 55 лет для датировки по 210Pb [1] и 40 лет по 137Cs [2]. Отсутствие радиотрассерных исследований для расшифровки экологических процессов в экосистемах озер под влиянием горнопромышленного техногенеза делает невозможным геохронологические реконструкции изменений в эпоху наиболее выраженного индустриального «медеплавильного» техногенеза. Предшествующие работы, использовавшие палинологический и радиоуглеродный метод для датировки процессов в донных отложениях озер Южного Урала, позволили проследить изменения в экосистемах в геологическом масштабе времени (голоцен).

Результаты оценки активностей 137Cs в донных отложениях 8 озер позволили выделить два типа распределения радионуклида в зависимости от площади водного зеркала. В эвтрофных озерах с площадью водногозеркала1–2км2распределениерадиоцезияповертикалиноситзакономерныйхарактерс«растянутыми» максимумами в интервалах 0–22 см и отсутствием ярко выраженного контрастного индивидуализированного пика, отвечающего максимуму выпадений радионуклидов из атмосферы и тропосферы в 1963–1964 гг. В то же время, в олиготрофных озерах с площадью водного зеркала от 25 до 62 км2 идентифицируются два пика: пик 1963 г. и пик, соответствующий периоду катастрофы в Чернобыле.Подтвержденакартина такназываемой первичной мозаичности распределения 137Cs в сопряженных геохимических ландшафтах. Эта мозаичность зависит от особенностей источников, процессов фракционирования радионуклида в ходе атмосферной миграции, условий рельефа, состояния атмосферы.

Сравнительный анализ скоростей осадконакопления по 137Cs и 210Pb позволил оценить скорости осадконакопления с минимумом 1.5 мм/год (оз. Светлое) и максимумом 2.4 мм/год (оз. Алабуга). В этом же диапазоне находятся и скорости седиментации для двух олиготрофных озер. Эти результаты соответствуют данным, полученным для озер предгорно-таежных ландшафтов озер Сибири, – 1.5–2.0 мм/год. Для озер импактной зоны скорость осадконакопления увеличивается в 2–2.5 раза и составляет 4.8 мм/год, что обусловлено высоким уровнем эрозионных процессов на водосборе озер, увеличением объема поступления терригенного материала и значительным вкладом техногенной пылевой компоненты.

Объемы поступления халькофильных элементов в донные отложения озер в историческом срезе подсчитаны для 8 озер. Оценены интервалы донных отложений с дискретностью отбора проб 1–2 см, что соответствует историческим интервалам осадконакопления от 2.5 до 12 лет. Результаты приведены в таблице.

Таблица 1

Объемы поступления халькофильных элементов в донные отложения озер горно-лесной зоны (мкг/м2/год)

ИспользоватьизотопныеотношенияPbдляоценкитехногенноговлияниянаобъектыокружающейсреды впервые предложено в 70-х гг. прошлого века. С тех пор около двухсот публикаций по изотопии Pb отражают индикацию антропогенного влияния на атмосферу, гидросферу, почвенный покров, донные отложения поверхностных водотоков и озер. Общая идея заключается в том, что наиболее контрастные отношения для пары 206Pb/207Pb применительно к фоновым объектам отражают влияние Pb природного происхождения с отношениями на уровне 1.18–1.35 (в зависимости от геологического возраста минерагенной составляющей субстрата). В то же время этилированный бензин, загрязненный атмосферный аэрозоль, металлургические пыли имеют низкие отношения 206Pb/207Pb в диапазоне 1.04–1.15. Поскольку разница в изотопных отношениях 206Pb/207Pb на уровне 2 % представляется достаточной для отличия природной и антропогенной составляющей

325

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

идаже оценки их относительного вклада в общий баланс вещества в геосистеме [3], то метод изотопии Pb широко используется в геохимических исследованиях.

На рисунке 1 отражены изотопные отношения Pb для основных компонентов природной среды и компонентов ГТС. Хорошо виден контраст в величинах изотопных отношений 206Pb/207Pb для двух основных природных компонентов геосистем – донных отложений озер и почв доиндустриального периода со средними величинами отношений 1.210 и 1.198 соответственно. В то же время, главные источники локального (ГТС)

ирегионального горнопромышленного техногенеза – металлургические пыли – имеют отношения 206Pb/207Pb со средним значением 1.152. Такие же отношения имеют верхние интервалы гумусово-аккумулятивных горизонтов почв и донные отложения озер под влиянием горнопромышленного техногенеза (рис. 1). Изотопия PbдостаточнохорошохарактеризуетиконтрастновыраженноетехногенноевлияниевГТСпосоставуснеговой пыли, состав снеговой пыли «фоновых» ландшафтов со средним отношением 1.174 и атмосферную пыль, поступающую с дождями в летний период со средним значением 1.154. Такие низкие значения изотопных отношений еще раз доказывают региональный масштаб воздействия горнопромышленного техногенеза.

Рис. 1. Изотопные отношения 206Pb/207Pb (слева) и зависимость их от концентраций Pb (справа) в объектах окружающей природной среды и геотехнических систем Южного Урала: 1 – незагрязненные донные отложения озер доиндустриального периода (глубже 1 м), 2 – минеральные горизонты почв (глубже 30 см), 3 – металлургические пыли, сульфидные концентраты, шлаки, 4 – верхние части гумусово-аккумулятивных горизонтов почв (0–8 см), 5 – донные отложения периода горнопромышленного техногенеза (интервал 0–20 см), 6 –снеговая пыль «фоновых» территорий, 7 – снеговая пыль в геотехнических системах,

8 – атмосферная взвесь дождей

Ретроспективное изучение изотопии Pb в мхах и лишайниках, включая пробы гербарных коллекций, выявило временной тренд изменения изотопных отношений 206Pb/207Pb для швейцарских Альп, бореальных лесов Швеции и Южного Урала [4, 5]. Абсолютные содержания Pb в пробах демонстрируют флуктуации, определяемые природными факторами и спецификой видового состава проб (рис. 2).

Рис. 2. Содержания Pb и изотопные отношения 206Pb/207Pb в лишайниках Евразии, как маркеры атмосферных загрязнений

Такие же флуктуации в абсолютных содержаниях Pb для сборов современного материала и гербарных коллекций выявлены для Шотландии и Германии. Закономерности же изменений изотопных отношений 206Pb/207Pb позволяют выделить одну общую историческую дату на уровне 20-х гг. прошлого века, что связано с началом европейской «индустриальной революции» с резко возросшими объемами промышленных выбросов в атмосферу и введением в практику этилированного бензина с изотопными отношениями 206Pb/207Pb 1.08–1.12. Последний источник, формировавший основной объем антропогенного аэрозоля в Европе, был исключен из производства в 1990-х гг., что отразилось на увеличении изотопных отношений Pb с 1.13–1.14 до 1.18–1.19 (рис. 2). Для окружающей среды Урала горнопромышленный

326

Доклады Всероссийской научной конференции

техногенез, начавшийся в 20-х гг. прошлого века и индицируемый по снижению изотопных отношений 206Pb/207Pb от 1.19 до 1.16, не имеет своего завершения.

Исследования выполнены при финансовом содействии 5ой и 7 ой рамочных программ Евросоюза (проекты MinUrals ICA2-CT-2000-10011 и ImpactMin 244166), интеграционного проекта ДВО-СО-УрО РАН (№ 09-С-5-1001), проектов поддержки фундаментальных исследований УрО РАН (№ 12-И-5-2018 и № 12-М- 45-2051), гранта РФФИ № 10-05-96012-р-урал_а, тематического плана ЮУрГУ № 1.908.

Литература

1.Krishnaswami S., Lal D., Martin J.M., Meybeck M. Geochronology of lake sediments // Earth Planet. Sci. Lett., 1971. V. 11. P. 407–414.

2.Pennington W., Cambray R.S., Fisher E.M. Observations on lake sediments using fallout 137Cs as a tracer // Nature, 1973. V. 242. P. 324–326.

3.Ettler V., Mihaljevič M., Komarek M. ICP-MS measurements of lead isotopic ratios in soils heavily contaminated by lead smelting: tracing the sources of pollution //Anal. Bioanal. Chem., 2004. V. 378. P. 311–317.

4.Weiss D., Shotyk W.,Appleby P.G., Kramers J., CheburkinA.K.Atmospheric Pb deposition since the industrial revolution recorded by five Swiss peat profiles: enrichment factors, fluxes, isotopic composition, and sources // Environ. Sci. Technol., 1999. V. 33. P. 1340–1352.

5.Удачин В.Н., Джейджи М., Аминов П.Г., Лонщакова Г.Ф., Филиппова К.А., Дерягин В.В., Удачина Л.Г. Химический состав атмосферных осадков Южного Урала // Естественные и технические науки, 2010. №6. С. 304–311.

УДК 631.461

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОЧВ СЕМИАРИДНЫХ ГОРНО-ЛЕСНЫХ ЛАНДШАФТОВ СУБТРОПИЧЕСКОГО ПОЯСА

Т.Ю. Ульянова

МГУ имени М.В.Ломоносова, факультет почвоведения, Москва, e-mail: ulyanova_tatyana@mail.ru

Орехово-плодовые леса Тянь-Шаня согласно классификации горных систем, предложенной М.А. Глазовской [1], представляют собой элемент типичной системы высотной поясности субтропического континентального типа. В рамках классификации ландшафтов эти территории относятся к кальциевому (Ca) классу среднеазиатского отдела типа широколиственных лесов [2].

Для выявления особенностей биогенных ландшафтов этой территории было проведено изучение биологического круговорота в поясе орехово-плодовых лесов Западного Тянь-Шаня в районе АрсланбобКугартского массива, располагающегося на северо-западной оконечности Ферганского хребта на склонах горного узла Баубаш-Ата. Этот лесной массив является частью одного из крупнейших в мире массивов орехово-плодовых лесов, занимающего склоны Ферганского и Чаткальского хребтов.

Рельеф здесь отличается сглаженными формами отчасти благодаря плащу лессовых отложений, мощность которых, особенно на северных склонах, может достигать нескольких метров. Пояс ореховоплодовых лесов характеризуется континентальным сухим субтропическим климатом. При среднегодовом количестве осадков около 1000 мм четко выражен засушливый период в июле-августе. Среднегодовая температура воздуха составляет +8,90С, среднемесячная температура самого теплого месяца (июля) - +20,50С, самого холодного (января) - -3,10С. Климатические условия дифференцированы в зависимости от экспозиции мезосклонов,чтооказываетсущественноевлияниенадифференциациюрастительногоипочвенногопокровов (Кувл. на южных склонах - 0,5-0,7, а на северных - близок к 1).

Эти ландшафты отличает большое природное своеобразие – высокопродуктивные растительные сообщества с оригинальным флористическим составом, присутствие в растительном покрове большого количества плодовых культур, высокоплодородные почвы.

Существенной особенностью растительного и почвенного покровов пояса орехово-плодовых лесов является их дифференциация, обусловленная мезорельефом и экспозицией склонов. Северные и тяготеющие к ним склоны покрыты собственно лесами из грецкого ореха (Juglans regia) с богатым травяным покровом, произрастающими на мощных чрезвычайно плодородных черно-коричневых почвах.

Склоны южной и близких к ней экспозиций покрыты ксерофитными лесами, редколесьями и кустарниковыми зарослями. Древесный (кустарниковый) ярус этих сообществ представлен яблонями (Malus spp.), алычой (Prunus sogdiana), кленом туркестанским (Acer turkestanica) и Семенова (A. semenovii), боярышниками (Crataegus spp.), Основой почвенного покрова южных склонов являются коричневые почвы.

Впределах склонов южных румбов неоднородность растительности и почвенного покрова проявляется

втом, что пологие верхние части склонов (элювиальные ландшафты) и примыкающие к ним плоские участки гребней заняты коричневыми типичными почвами. На наиболее инсолируемых средних частях склонов (транзитные ландшафты) располагаются коричневые карбонатные почвы, а нижние части южных склонов (аккумулятивные ландшафты) и их подножия обычно заняты коричневыми выщелоченными почвами.

Коричневые и черно-коричневые почвы, на которых формируются исследованные растительные сообщества, весьма существенно отличаются друг от друга. Черно-коричневые почвы, имея необыкновенно высокие содержание и запасы гумуса (до 10-20 % в гор. А) гуматного типа, значительно превосходят по этим показателям коричневые почвы.

327

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

Ландшафты среднеазиатского отдела имеют низкую геохимическую контрастность: и автономные, и подчиненные члены относятся к Са-классу. Сильно-расчлененный горный рельеф обеспечивает преобладание окислительной среды и в подчиненных ландшафтах. Однако, по соотношению важнейших параметров биотического круговорота - запасам биомассы и ежегодной продукции изучаемые ландшафты имеют существенное различие.

Наиболее продуктивными сообществами являются леса из грецкого ореха – собственно ореховые леса, приуроченные к северным склонам с черно-коричневыми почвами. Их общая фитомасса (без учета корней древесного яруса) составляет 202 т/га. По всем показателям структуры фитомассы эти растительные сообщества соответствуют широколиственным лесам. При этом существенной особенностью этих сообществ является чрезвычайно высокие показатели запасов фитомассы травяного яруса (6,84 т/га)

Растительные сообщества, занимающие южные мезосклоны, сильно отличаются от лесных сообществ

впривычном понимании и относятся, согласно Р. X. Уиттекеру [3], к разряду аридных редколесий. При этом следует отметить, что растительные сообщества, располагающиеся на разных частях склонов южной экспозиции (и, следовательно, приуроченные к разным подтипам коричневых почв), существенно отличаются друг от друга по флористическому составу и структуре. Это заставляет дифференцированно подходить к оценке продуктивности сообществ южных склонов.

Максимальными запасами фитомассы - 63,5-83,6 т/га (без учета корней древесного яруса) обладают растительные сообщества, расположенные на нижних частях склонов и приуроченные к коричневым выщелоченным почвам с наиболее благоприятным режимом увлажнения. Минимальными запасами фитомассы(18-33т/га)обладаютрастительныесообществанакоричневыхкарбонатныхпочвах,приуроченные к средним, наиболее инсолируемым и, как следствие, самым сухим частям склонов. При этом травяной ярус имеетаналогичныезакономерности-2,45т/ганакоричневыхвыщелоченныхпочвахи1,59т/ганакоричневых карбонатных почвах.

Изученныесообществахарактеризуютсядовольновысокимивеличинамиприроста.Так,длясообществ северныхсклоновгодовойприростсоставляетболее16т/га,причемнадолюзеленыхчастейприходитсяболее половины массы прироста. В экосистемах нижних частей южных склонов годичный прирост составляет 8,3- 12 т/га. В его массе древесина, зеленые ассимилирующие и подземные органы дают приблизительно равные доли прироста. В сообществах на коричневых карбонатных почвах наибольшую долю в приросте составляют подземные органы травянистых растений (52-64%). Сообщества верхних частей южных склонов занимают по этому показателю промежуточное положение.

Помимо абсолютных величин прироста интересна предложенная Р. X. Уиттекером характеристика

– коэффициент аккумуляции фитомассы, имеющий четкие диапазоны значений для разных биомов суши. Он представляет собой отношение накопленной биомассы к величине первичной продукции растительных сообществ и рассчитывается для надземной фитомассы. В нашем случае наименьшим коэффициентом обладаютсообществанакоричневыхкарбонатныхпочвах–3,9–4,9.ПоУиттекеру,такиевеличиныхарактерны преимущественно для кустарниковых зарослей. Сообщества на типичных коричневых почвах имеют более высокийкоэффициентаккумуляциифитомассы–7,9.Всообществахнакоричневыхвыщелоченныхпочвахон увеличивается до 9–11, что соответствует мелколесью. В биогеоценозах северных склонов этот коэффициент наибольший - 21,4. Такие величины характерны для полновозрастных широколиственных лесов.

Проведенный анализ показателей продуктивности свидетельствует о существенных различиях между сообществами ландшафтов северных и разных частей южных склонов. Различия проявляются как в общих запасах фитомассы, так и в особенностях ее структуры. Это позволяет заключить, что в пределах пояса орехово-плодовых лесов формируются растительные сообщества разных типов – от широколиственных лесов до сообществ полусаваннового типа.

Подводя итог изложенному, необходимо подчеркнуть следующее. Пояс орехово-плодовых лесов Западного Тянь-Шаня представляет сочетание ландшафтов, весьма существенно различающихся по характеристикам биологического круговорота. При этом некоторые из них вообще нельзя отнести к лесным. Наиболее существенным образом различаются ореховые леса северных мезосклонов, главные черты которых соответствуют типичным лесным сообществам, и фитоценозы мезосклонов южной экспозиции, представленные сообществами саванноидного типа. В пределах ландшафтов южных склонов также обнаружена существенная дифференциация параметров биологического круговорота.

Нарядусэтимобщейчертойвсехизученныхсообществявляетсянеобычнобольшаярольтравяногопокрова

вбиологическом круговороте. Даже в занимающих склоны северной экспозиции сообществах ореховых лесов, в наибольшейстепенисоответствующимпоосновнымпараметрамбиологическогокруговороташироколиственным лесам, роль травяного покрова чрезвычайно высока. Ни одно из известных лесных растительных сообществ не сочетаетвхарактеребиологическогокруговоротачерты,присущиелеснымистепнымсообществамодновременно, как это имеет место в ореховых лесах. Видимо этим объясняется феномен уникального гумусного состояния черно-коричневых почв, отличающихся необычайно высоким содержанием и запасами гумуса гуматного типа и значительно превосходящими по этим показателям черноземы (до 700-800 т/га )

Литература

1.Глазовская М.А. Почвы мира. М.: Изд-во. МГУ. 1972. Т.1 230 с., 1973. Т. 2. 427 с

2.Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: «Астрея-2000», 1999.-768с.

3.Уиттекер Р. Х. Сообщества и экосистемы. М.: Прогресс, 1980. 328 с.

УДК 631.48:235.31

328

Доклады Всероссийской научной конференции

ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ В КРИОЛИТОЗОНЕ (НА ПРИМЕРЕ ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ПЛАТО ПУТОРАНА)

А.А. Усачева, И.А. Горбунова

МГУ имени М.В.Ломоносова, Москва, e-mail: usacheva@list.ru; iagorb@mail.ru

Особенностям почвообразования в областях распространения вечной мерзлоты посвящено много исследований. В основном они касаются тундровых территорий, для которых характерна высокая обводненность и яркие признаки криогенеза в почвенном профиле. Менее яркими признаками криогенеза обладают почвы, формирующиеся на элювии кристаллических пород. Несмотря на близкое залегание вечной мерзлоты, из-за особенностей почвообразующих пород, криогенные признаки в этих почвах практически не выражены. К таким регионам относятся и горы Путорана. Почвенные исследования проводились на склоне севернойэкспозициивзападнойчастиплатоПуторана,наюжномберегуоз.Лама.Фоновымипочвамиучастка являются подбуры, литоземы, слаборазвитые почвы и криоземы.

Основными почвообразовательными процессами на плато Путорана являются торфообразовательный, альфегумусовый и процесс почвенного криогенеза.

Торфообразование

Развитие торфообразовательного процесса на исследуемой территории связано с замедленным разложением растительных остатков из-за низких температур над мерзлым горизонтом, вследствие этого формируются в основном органогенные горизонты: подстилочно-торфяный (О), торфяный (Т), грубогогумусовый (АО) торфянисто-перегнойный (Нт).

Для характеристики процесса торфонакопления во всех горизонтах почв проводилось определение потерь при прокаливания. Потери при прокаливании в подстилочно-торфяных и торфяных горизонтах колеблются в пределах 80,0-96,1%, в перегнойных и грубогумусовых горизонтах составляют 46,7-78,4%, в минеральных и органо-минеральных горизонтах достигают довольно высоких значений и равняются 15,8- 48,1%.

Гумусообразование

По сравнению с органогенными органо-минеральные горизонты встречаются намного реже. Они представлены потечно-гумусовыми BHhi, гумусово-слаборазвитыми W и серогумусовыми горизонтамиAY.

Почвы характеризуются высокой гумусированностью всего деятельного слоя, мощность которого колеблется от 19 до 41 см. Накоплению гумуса в минеральных горизонтах (4,2-15,7%) почв плато Путорана способствует как осаждение органо-минеральных соединений железа и алюминия, так и включения грубых измельченных органических остатков в минеральную массу горизонта. Последние визуально не отмечаются, однако об их присутствии свидетельствуют данные потерь при прокаливании.

Альфегумусовый процесс

Альфегумусовая миграция широко распространена в холодных гумидных областях. Альфегумусовые почвы формируются в условиях свободного поверхностного и внутрипочвенного дренажа на щебнистых продуктах выветривания магматических или метаморфических пород.

Альфегумусовые почвы в районе исследования представлены подбурами. Здесь широкое развитие получилитипичныеподбуры,режеотмечаютсядерново-подбуры.Подбурыхарактеризуютсяморфологически и аналитически выраженной иллювиальной аккумуляцией алюмо-железо-гумусовых соединений, формирующих хемогенный альфегумусовый горизонт ВНF коричневых или охристо-бурых тонов [1]. На исследуемом участке выделяются две основных модификации альфегумусового горизонта: охристый иллювиально-железистый горизонт BF с содержанием гумуса обычно не выше 2%, и коричневый до черного иллювиально-гумусовый горизонт BH, в котором содержание гумуса может достигать 10%. Содержание гумуса во всех описанных нами подбурах довольно велико. Так, например, в иллювиально-гумусовых горизонтах ВН гумуса содержится в количестве 12,2%-15,7%, в горизонте ВНF - 4,7%, а в ярко охристом иллювиально-железистом горизонте ВF – 5,4%. Таким образом, типодиагностические горизонты ВНF и ВF и, соответственно, сами почвы получили названия в большей степени исходя из морфологических описаний, нежели опираясь на аналитические данные, т.к. в районе исследования содержание гумуса значительно превышает критерии, приведенные в Классификации и диагностике почв России [1].

Для подбуров характерна кислая реакция почвенной толщи, ненасыщенность профиля основаниями, высокая гидролитическая и обменная кислотность. Эти показатели свидетельствуют об интенсивном промывании почвенного профиля, выносе оснований за пределы почвы [2].

Альфегумусовый процесс, т.е. процесс образования и перемещения по профилю алюмо-железо- гумусовых соединений, является основным, определяющим генетическое своеобразие подбуров. Нами этот процесс диагностирован, в первую очередь, по ярко бурому (охристому) или буровато-коричневому цвету горизонтов ВН, ВНF, ВF, а также по ноовобразованиям в этих горизонтах, представленных охристо-бурыми глинистыми пленками (кутанами иллювиирования), которые обнаруживаются на включениях щебня, реже на мелкоземе.

Почвенный криогенез и криогенные признаки почв

РазвитиепочвенногокриогенезанаплатоПуторана,впервуюочередь,обусловленоблизкимзалеганием многолетнемерзлых пород, мощность которых варьирует в пределах 600-800 м [3]. Также существенную роль играют низкие температуры и длительное пребывание почв в мерзлом состоянии. В западной части Путорана из-за суровости климата на высотах более 550 м выражены лишь начальные этапы почвообразовательного процесса. Здесь физическое выветривание преобладает над химическим. На этих высотах отсутствуют не

329