Научная статья на тему 'Естественное восстановление антропогенно-изменных почв'

Естественное восстановление антропогенно-изменных почв Текст научной статьи по специальности «Информатика»

CC BY
231
23
Поделиться

Аннотация научной статьи по информатике, автор научной работы — Захарченко А. В.

Естественное восстановление антропогенно-изменных почвThere is cutting power transmission line soil's degrada¬tion. Specific questions related to degraded of land, to temporal changes development will be included.

Похожие темы научных работ по информатике , автор научной работы — Захарченко А.В.,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Естественное восстановление антропогенно-изменных почв»

8, Предлагаемый физико-морфологический подход на основе метода конечных элементов при соответствующей доработке позволит учесть то обстоятельство, что почва представляет пространственно сложно организованную многокомпонентную иерархическую систему,

что имеет решающее значении при трехмерном моделировании ее физических свойств.

Работа выполнена при финансовой поддержке программы «Университеты России» Лг» ур.07.01.402.

ЛИТЕРАТУРА

1, Березин П.Н. Основные параметры и методы количественной оценки почвенной структуры II Почвоведение. 1985. Ns 10.

2, Болтянский В.Г., Ефремович В,А. Наглядная топология. Библиотечка «Квант», Вып. 21, М., 1983,

3, Боул С., Хоул Ф., Мак-Крекен. Генезис и классификация почв, М., 1977,

4, Гагарина Э.И, Микроморфологический метод исследования. СПб,, 2004,

5, Глобус А,М. Экспериментальная гидрофизика. Л,, 1969,

6, Виноградов Ю.Б, Математическое моделирование процессов формирования стока. Л,, 1988,

7, Воронин А.Д, Структурно-функциональная гидрофизика почв. М., 1984,

8, Воронин А.Д,, Березин П.Н., Шейн Е.В. Энергетическая концепция структурно-функциональных свойств почв II Успехи почвоведения

(Советские почвоведы к VIII Международному конгрессу почвоведов). М., 1936,

9, Данилин А.И, Совершенствование методов определения влажности лочвогрунтов. М,, 1988,

10, Дмитриев Е.А. II Биол. науки. 1971. №5.

11, Дмитриев Е.А, Теоретические и методологические проблемы почвоведения. М., 2001,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

12, Захарченко A.B., Росновский И.Н,, Кулижский С П. 3-мерная морфометрия почв как основа концептуального моделирования их физического состояния // Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации. М., 2003.

13, Захарченко A.B., Росновский И.H., Кулижский С.П., Габец О,И, 3-мерная морфометрия фитогенных образований в почвенном объеме методом последовательных вертикальных срезов II Лесное хозяйство и зеленое строительство в Западной Сибиои. Сб, науч. тр. Томск, 2003.

14, Захарченко A.B. Трехмерная морфометрия почв IIIV съезд Докучаевского общества почвоведов, Новосибирск, 2004,

15, Корсунов В.М., Красеха Е.Н. Пространственная организация почвенного покрова, Новосибирск, 1990,

16, Ласточкин А.Н. Геоэкология ландшафта. СПб., 1995.

17, Миньковский Г,М.. Структурный подход в почвоведении И Почвоведение. 1995. № 7.

18, Панфилов В.П., Чичулин А,В, Теплофизические свойства почв и почвообразование II Проблемы почвоведения, М,, 1990,

19, Розанов Б,Г, Морфология почв: Учебник для высшей школы. М., 2004.

20, Росновский И.Н. Устойчивость почв в экосистемах как основа экологического нормирования. Томск, 2001.

21, Росновский И.Н,, Захарченко А,В., Кулижский С,П. Моделирование изменения фильтрационных свойств элювиально-иллювиальных горизонтов почв II Природные условия, история и культура Западной Монголии и сопредельных регионов: Тез, докл. VI междун. науч. конф. Ховд, Монголия, 2003,

22, Степанов И.Н, Структура почвенного пространства. Пространственная организация и функционирование почв. Пущина, 1990,

23, Термодинамика почвенной влаги, Л., 1966,

24, Шейн Е.В. II Почвоведение. 1996. № 3.

25, Щербаков А,П., Володин В.М. Основные положения теории экологического земледелия II Вест, с/х науки, 1991. № 1.

26, Soil Classification a comprehensive system (7-th Approximation). Soil Survey Staff, 1960,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

27, Cline MG. Logic of the new system of soil classification II Ibid, 1963, Vol. 96. № 1,

28, Kubiena W.L. The role and mission of micromorfology and microscopic biology in modern soil science, in A. Jongerius, Soil micromorfoiogy,

1964, Elsevier, New York,

УДК 631,4

A.B. Захарченко

ЕСТЕСТВЕННОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ АНТРОПОГЕННО-ИЗМЕНЕННЫХ ПОЧВ

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Введение

Изменения морфологических и физикохимических свойств АИП после прекращения воздействия неспецифического фактора наблю-

дается уже в первые годы после строительства

ЛЭП. Достаточно быстрые изменения характерны для дерново-подзолистых почв нарушенного сложения [2, с. 69]. Не вдаваясь в детали классификационных построений АИП [8, с. 34-41; 9,

с. 72-79], под термином стратолиты (СЛ) обозначим стратифицированные почвы, резектозе-мы — почвы, потерявшие часть естественных горизонтов в результате срезания слоя почвы при строительстве ДЭП [6, с. 139-144]. Резекто-зем элювиальный (РЭ) - почвы, потерявшие верхний гумусовый горизонт (АО и частично элювиальный (Аг), который экспонируется на поверхности. Резектозем иллювиальный (РИ) -почвы, потерявшие верхний гумусовый горизонт, элювиальный и, частично или полностью, переходный АаВ). На поверхности экспонируется переходный или один из иллювиальных горизонтов (В). Полный резектозем (РП) - почва, срезанная до материнской или подстилающей породы.

Объекты и методы

Проведенное картографирование просеки ЛЭП-500 20-летнего возраста показало, что характер нарушений почвенного покрова и его распределение по площади аналогично тому, что наблюдается на просеке после строительства ЛЭП и, по-видимому, типично для просек ЛЭП лесной зоны. Это заключение послужило основой для проведения сравнений при опенке возрастных изменений АИП - две линии электропередачи, построенные по сходной технологии, пересекают сходные элементы урочища макросклона Арчекасского кряжа. Предположительно сходен и объем произведенных нарушений при строительстве ЛЭП. Однако если сразу после строительства техногенно-нарушенные участки можно выделить визуально, то через 20 лет, после образования дернового горизонта и сомкнутого травостоя визуальное выявление АИП не представляется возможным. Выделение нарушенных участков проводится по рельефу, растительности, диагностическим морфологическим признакам почв, которые изменяются под влиянием климатических факторов, почвообразовательных процессов. Иллювиальные резектоземы и стратолиты диагностируются по тяжелосуглинистому гранулометрическому составу экспонированного горизонта.

В основу метода изучения регенерации АИП положено попарное сравнение почвенных горизонтов и слоев на участках, подвергшихся воздействию, с их природными аналогами на почвах ненарушенного сложения. При разработке методики оценки деградированных земель просеки ЛЭП-500 кВ использовано письмо Минприроды РФ № 3-15/582 от 27 марта 1995 г. [1].

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Результаты

В результате процессов регенерации почвенного покрова (20 лет) потери естественного лесного биогеоценоза по площади, весу почвенной массы, весу гумуса уменьшились. Площадь сильнонарушенных почв сократилась в 3 раза, средне нарушенных - в 4 раза, соответственно кратно возросла площадь слабонарушенных [12, с. 124-126]. Кратно изменились потери гумуса. Такие изменения можно оценить как существенные (табл. Г).

Наиболее значительно уменьшилась вероятность выявления средненарушенных почв. Если на просеке 1986 года площадь выявленных средненарушенных почв составляет 1,67 га, то через 20 лет - 0,35 га. Наиболее показательной является оценка потерь гумуса почвенным покровом. По этому показателю сред ненарушенные резектоземы сразу после строительства занимают ведущее положение. Через 20 лет положение меняется и количество потерь гумуса минимально. 1 Готери почвенной массы и гумуса резектоземами просеки 20-летнего возраста уменьшились в 2 раза.

Характерной чертой АИП тяжелого гранулометрического состава просеки ЛЭП является застой влаги в образовавшихся замкнутых углублениях рельефа поверхности и уплотнение почв под воздействием ходовых систем тяжелой техники. В отдельные годы некоторые водоемы не пересыхают в течение всего лета. Одна лужа на сильно нарушенном резектоземе существовала 17 лет без видимого изменения, ее покрытие дерниной произошло за одно лето. Подобные участки, являющиеся источником переувлажнения окружающих почв, крайне медленно осваиваются растительностью. Переменный режим увлажнения и тяжелый гранулометрический состав почв вызывает образование глубоких трещин после их высыхания. Трещинная сеть создает специфику движения воды и минерального субстрата при промачивании сухих почв ливневыми дождями [13, р. 361-365]. Вертикальная трещинная сеть, высекающая отдельности 15-30 см в диаметре, характерна для иллювиальных резектоземов.

Первичный процесс — заселение АИП 'травянистой растительностью. К 10.13 годам сущест-

вования просеки наблюдается практически полное задернение всех нарушенных участков. Исключение составляют' очень крупные по площади и глубокие по степени воздействия участки.

Таблица 1

Техногенные нарушения почвенного покрова, оцененные по площади, массе, содержанию гумуса срезанного слоя при строительстве ЛЭП

Степень нарушения почвенного Сразу после строительства Через 20 лет после строительства

Площадь, Масса, Гумус, Площадь, Почва, Г умус,

покрова га т т/га га т т/га

Сильная 1,55 3463 73,9 0,54 1195 6,0

Средняя 1,67 2568 89,6 0,35 541 4,0

Слабая 1,85 746 34,4 3,86 1557 8,3

Итого 5,07 6778 198 4,75 3294 18,3

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Задернение сопровождается рыхлением и образованием крупно-комковатой, комковато-ореховатой структуры. В течение первых четырех лет развитие дернового горизонта протекает медленно, отдельными фрагментами и определяется заселением злаками нарушенных участков от краев почвенного нарушения к центру. Дернина развивается от краев нарушенного участка к центру. В случае сильнонарушенных резектоземов при большой площади нарушений через 20 лет на просеке ЛЭП обнаружены локальные пятна округлой формы 'диаметром

1,5-2 м не покрытые дерном. Граница между задернованной поверхностью и незадернованной

резкая и прослеживается на участке 10-15 ем.

Скорость развития мощности дернового горизонта для сильнонарушенных участков за 20-летний период составляет 0,1-0,3 см/год (табл. 2). Для элювиальных резектоземов скорост ь развития дернового горизонта изменяется в широком пределе - от 0,1 до 0,35 см/год. Скорость развития мощности дернового горизонта - 0,35 см/ год объясняется наличием остатков или привнесением фрагментов аккумулятивно-гумусового материала на отдельных объектах. На чистых с поверхности элювиальных резектоземах скорость развития не превышает 0,2 см/год.

Таблица 2

Изменение мощности дернового горизонта (см) АИП в зависимости от времени регенерации

Время восстановления 3 года 7 лет 20 лет 30 лет

Тип АИП ГПІП тах ГПІП тах тіп шах тіл тах

РЭ 0 1 0 2 3 7 - -

РИ 0 1 - - 3 5 7 12

сл 0 1,5 - - 4 6 6 10

Для иллювиальных резектоземов скорость развитая дернового горизонта укладывается в диапазоне 0,15-0,3 см/год. Наиболее активно развиваются насыпные почвы на четвертичных породах - 0,2-0,3 см/год. Очевидно, что скорость развития зависит от рыхлости верхнего слоя почвы, что существенно ускоряет их освоение растительностью.

Содержание железа и марганца (по Тамму) изменяется по годам незначительно (табл. 3). Их содержание достаточно высоко в антропогенно-измененных почвах относительно гумусового горизонта ненарушенного сложения,

что подтверждается наличием в формирующихся дерновых горизонтах, мягких ортштей-нов. Высокое значение отношения содержания железа к марганцу свидетельствует о присутствии глеевых процессов в дерновом горизонте регенерирующих почв просеки.

Кислотность почв изменяется довольно существенно к 30-летнему возрасту (табл. 4). Подкисление почв 30-летнего возраста связано с их расположением на границе просеки и существенным влиянием лесного опада. Сумма обменных оснований и насыщенность основаниями нарастает с увеличением содержания

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

гумуса в дерновом горизонте. Различия между естественными и нарушенными почвами 3-летнего возраста, достоверны по критерию Стьюдента (р < 0,05). В результате 30-летнего

развития дернового горизонта данные показатели мало отличаются от аккумулятивногумусового горизонта почв ненарушенного сложения.

Таблица 3

Изменение содержания железа и марганца по Тайму в дерновом горизонте дерново-подзолистых почв (ДПП) и АИП просеки НЭП

Время, лет Содержание Ре, мг-экв/100 г Содержание Мп, мг-экв/100 г

Среднее п 3** Среднее п Э"

> 1 о. * 1 0,452 4 0,208 0,048 4 0,041

3 0,648 13 0,207 0,067 12 0,050

20 0,636 20 0,302 0,094 14 0,119

30 0,746 3 0,094 0,067 3 0,047

‘Ад - дерновый горизонт ненарушенного сложения, **Б - стандартное отклонение.

Таблица 4

Химические свойства дернового горизонта АИП разного возраста регенерации

Время, лет Гумус, % Кислотность, pH Сумма обменных, основан., мг-экв/100 г Насыщен. основаниями, мг-экв/100 г

Сред- нее п з” Сред- нее п э” Сред- нее п 8” Сред- нее п Э*'

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Асі* 5,93 5 2,039 6,04 4 2,53 26,50 4 4,33 81,74 4 7,05

3 1,74 8 1,017 6,29 13 1,99 15,65 13 4,69 59,91 5 8,04

20 3,76 13 2,334 6,14 20 2,54 16,18 20 5,72 72,04 14 10,04

30 5,87 5 1,651 5,29 3 0,13 26,98 5 3,80 85,39 5 8,97

*Ад - дерновый горизонт ненарушенного сложения, **5 - стандартное отклонение.

Развитие дернового процесса АИП отчетливо прослеживается по содержанию гумуса регенерирующих почв относительно горизонта А ! естественного сложения. Если через 3 года после нарушения почв различия с естественными почвами существенно и достоверно (р < 0,05), то через 20 лет развития дернового горизонта они существенны, но недостоверны, в силу высокой вариабельности содержания гумуса (8 > 2) в дерновых горизонтах нарушенных почв. Через 30 лет содержание гумуса в АИП приближается или даже равно его содержанию в гумусовых горизонтах естественных почв. Скорость аккумуляции гумуса в дерновом горизонте зависит от качества., рыхлости субстрата, на котором идет формирование горизонта и составляет 0,19-0,20 % в год. Приведенные значения скорости гумусонакопле-

ния АИП совпадают с теми оценками, какие даются в литературных источниках - 0,15ч'),2 % в год [10; 4, с. ¡91; 5].

Дисперсионный анализ временных изменений химических свойств почв подтвердил, что основную группу параметров составляют содержание гумуса, сумма обменных оснований и насыщенность основаниями, которые активно изменяются при регенерации почв просеки ЛЭП-500 кВ с высокой степенью достоверности при р < 0,05 (табл. 5). Все эти характеристики отражают разные стороны нарастания в почве с возрастом просеки дернового процесса. Содержание железа и марганца по Тамму (миграционно-активная форма железа) незначительно изменятся во времени л различия недостоверны.

Таблица 5

Результаты дисперсионного анализа влияния фактора времени на химические свойства АИЛ

Показатели Сумма накоп. гр.эффекта Группо-вые частоты Сумм. ошибка Сумма накоп. общ.зффекта Общие частоты Сумм, общих ошибок F Р

Гумус 90,67 3 30,22 114,12 32 3,57 8,47 0,0003

Кислотность 7,05 3 2,35 189,129 35 5,41 0,43 0,729

Сум. об. основ. 767,51 3 255,88 990,85 38 26,31 9,72 0,00001

Насыщ. основ. 968,80 3 322,93 2040,31 24 85,01 3,80 0,0232

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ре 0,039 3 0,013 1,81 29 0,06 0,21 0,889

Мп 0,005 3 0,002 0,22 29 0,008 0,22 0,879

Процесс восстановления, оцениваемый по содержанию гумуса., наименее выражен в элювиальных резектоземах в связи с экспонированием на поверхности подзолистого горизонта, обедненного питательными элементами для растений (табл. 6).

Для иллювиальных резектоземов отмечаются более высокие значения содержания гумуса, в то время как мощность дернового горизонта для почв средиенарушенных участков выше по сравнению с еильнонарушенными. Эти два факта - меньшее содержание гумуса и большая мощность аккумулятивно-гумусового горизонта — определяются большей рыхлостью элювиального горизонта относительно иллювиального.

Для дернины элювиальных резектоземов объемная масса поверхностного горизонта колеблется в пределах 0,765-1,013 г/см3, а в иллювиальных резектоземах - 0.947-1,473 г/см3. Наиболее активно процесс гумусонакопления протекает на насыпных грунтах, где объемная масса сравнима с тем, что наблюдается в гумусовом горизонте почв ненарушенного сложения и составляет 0,821-0,992 г/см'\

Распределение в профиле почв 8К>>, АЬОз, РезОз отражает их положение в ландшафте. Несомненно, их соотношение должно изменяться и в АИП. Иллювиальный резектозем после нарушения обычно «загрязнен» смесью материала вышележащих элювиальных горизонтов и имеет содержание 8Ю2 (72,5±0,24 %, 74,6±0,3б %) большее, чем в А2В1 и В1 горизонтах ненарушенного сложения - Б Юг (69,8±0,61 %, 67,6±0,12 %) (табл. 7). Различия достоверны при уровне значимости р < 0,05.

Измерения, проведенные через 3 года после нарушения почв, выявляют значительное увеличение содержания SiCb (7б,3±0,06) и снижение содержания АЬОз (с 15,2±0,4 до 10,70±0,05).

К 20-летнему возрасту АИП содержание Si02 и АЬОз сравнивается с уровнем их содержания в гумусовом горизонте почв ненарушенного сложения. В элювиальном резектоземе содержание SiO? возрастает с 74,6±0,36 (А2 ненарушенного сложения) до 75,6±0,05 (3 года после нарушения почв) и остается на том же уровне через 20 лет. Содержание АЬОз снижается, молекулярное отношение SiOa/AbOj возрастает, что позволяет предполагать обеднение илом горизонта А2 в процессе развития почв со срезанным гумусовым горизонтом.

Содержание окислов марганца в дерновом горизонте резектоземов увеличивается в течение первых 3 лет после строительства ЛЭП относительно аналогичных горизонтов ненарушенного сложения и равно его содержанию в гумусовом горизонте. Через 20 лет содержание марганца надает ниже уровня элювиального горизонта. Изменение содержания железа в элювиальном резектоземе возрастает относительно А2 ненарушенного сложения, в иллювиальном мало изменяется.

В формирующемся дерновом горизонте почв типа резектозем щелочноземельные элементы (СаО и MgO) изменяются - содержание окисла магния падает, а кальция возрастает. Магний входит в состав слоистых силикатов и его передвижение вниз профиля, возможно, связано с миграцией ила. Через 20 лет после

Таблица 6

Химические свойства дернового горизонта ЛИП 20-летнего возраста

Степень нарушение- ста Гумус, % Кислотность, РЬ Сумма объм. Основан, мг-экв Насыщен. Основаниями, мг-экв

Лет Сред п Ст. откл Сред п Ст. откл Сред п Ст. откл Сред п Ст. откл

Ад* 5,93 5 2,04 6,04 4 2,53 26,5 4 4,33 8,7 4 ^ 7,1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

СЛ 4,02 7 1,50 4,46 8 1.98 16,9 8 7,22 80,5 7 5,1

РЭ 2,65 10 2,20 6,94 12 2,57 16,3 12 4,60 68,3 8 7,6

РИ 3,59 14 2,70 6,27 15 1,82 19,1 18 6,75 75,1 9 13,9

*Ад - дерновый горизонт ненарушенного сложения.

Таблица 7

Валовой химический состав верхнего слоя (10 см) АИП в сравнении с горизонтами — аналогами почв ненарушенного сложения (%> на прокаленную навеску)

Статистика Типы почв \— ф ¡=. б СО о і__ 9 < О О) о_ о 2 о о> 3 о га О 1 ¡г о ъс ю о а.' о Її о СЛ

М РЭ 3 75,8 0,99 10,9 7,61 0,18 0,98 2,02 1,61 1,86 0,14 12

±Д 0,05 - 0,05 0,09 - 0,01 0,01 0,01 0,01 - -

М РЭ 20 75,6 1,04 10,9 7,29 0,13 1,34 1,72 1,76 2,00 0,21 12

±д 0,06 - 0,03 - - 0,01 0,02 . 0,01 - -

м РИ 3 76,3 1,00 10,7 5,89 0,15 1,04 2,11 1,80 1,88 0,11 12

±А 0,06 - 0,05 - - 0,02 0,01 - 0,01 . -

м РИ 20 71,5 0,97 12,2 9,78 0,12 1,45 2,05 1,64 2,21 0,23 10

±д 0,07 - 0,11 0,06 . 0,01 0,02 - - - -

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Е.и СЛ1 3 71,0 0,94 13,3 9,15 0,11 1,77 1,75 1,51 2,25 0,1 1 9

М СЛ1 20 71,4 0,98 13,2 9,38 0,14 1,55 2,02 1,64 2,2? 0,15 9

±Д 0,13 - 0,05 0,06 0,01 0,02 0,01 . -

Е.и СЛі 30 73,0 1,00 11,5 8,95 0,15 1,42 2,41 1,73 2,28 0,23 11

Е.и СЛ2 20 85,4 0,67 5,13 6,55 0,08 0,93 1,70 0,96 1,16 0,13 28

М А1 - 72,5 1,03 12,5 8,32 0,19 1,44 2,17 1,66 1,89 0,17 10

±д 0,24 0,03 0,14 0,43 - 0,11 0,22 0,03 0,06 0,01 -

м А2 - 74,6 1,07 11,8 6,72 0,15 1,40 1,59 1,84 2,20 0,15 11

±д 0,36 0,03 0,30 0,17 - 0,04 0,17 0,03 0,11 0,02 -

м А2В - 69,8 1,02 15,2 7,75 0,11 1,84 1,52 1,69 2,19 0,11 8

±д 0,61 0,02 0,37 0,34 - 0,06 0,08 0,04 0,03 - -

м В1 67,6 0,96 16,2 7,89 0,10 2,03 1,73 1,54 2,27 0,12 7

±д 0,12 0,01 0,15 0, И - 0,07 0,13 0,03 0,04 0.01 -

м ВО - 75,4 0,82 12,9 7,61 0,05 1,22 1,23 0,98 1,32 0,00 9

±д 1,64 0,07 0,78 0,63 0,03 0,09 0,25 0,10 0,13 0,01 -

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Е.и. - единичное измерение, ±Д - доверительный интервал, индекс 1 - стратолиты на миоценовых отложениях, 2 - на четвертичных.

строительства ЛЭП содержание магния увеличивается, а содержание СаО падает.

В дерновом горизонте элювиального резек-тозема после техногенного воздействия содержание оснований Na^O и КгО снижается относительно естественного аналога ненарушенного сложения (различия достоверны при Р < 0,05). Это свидетельствует о выносе оснований в процессе формирования дернового горизонта в течение трех лет после нарушения почв. Спустя 20 лет содержание оснований постепенно увеличивается за счет биогенных процессов, но не достигает того уровня, который наблюдается в окружающих почвах ненарушенного сложения.

Для резектозема иллювиального можно отметить следующие тенденции: в начальный период после нарушения естественных почв в дерновом горизонте содержание Na?0 увеличивается относительно иллювиального горизонта естественных почв, к 20-летнему возрасту уменьшается; содержание К20 после нарушения уменьшается, а затем нарастает. Увеличение содержание К20 в гумусовом горизонте за 20-летний период регенерации почв, по-видимому, связано с его биогенной аккумуляцией вследствие нарастания дернового процесса.

Гидраты окиси трехвалентного железа связывают фосфаты, обратный переход железа в закисное состояние увеличивает миграционную способность как железа, так и фосфора [3, 7]. Для резектоземов отмечается общая тенденция: незначительное снижение Р20з после нарушения почв и его активное накопление в последующий 20-летний период в следствии формирования аккумулятивно-гумусового горизонта так, что его содержание превышает уровень в гумусовом горизонте естественных почв.

Величина молекулярных отношений Si02/ АЬОз и S1O2/R2O3 в элювиальном резектоземе практически неизменна и имеет уровень, свидетельствующий о сохранении подзолообразо-вательных процессов в формирующемся дерновом горизонте. Иллювиальный резектозем характеризуется увеличением отношения SiCb/ АЬОз (с 7 до 12) в первые 3 года после нарушения почв относительно иллювиального горизонта, являющегося в данном случае почвообразующей породой, что указывает на резкую смсну почвообразовательных процессов. Данный уровень молекулярных отношений

свидетельствует о выносе полуторных окислов и активизации подзолообразовательных процессов. За 20-летний период развития АИГ1 величина молекулярного отношения снижается, приближаясь по своему значению в гумусовом горизонте естественных почв. Стратолиты на четвертичных породах по характеру и динамике изменений валового химического состава напоминают иллювиальные резектоземы.

Выводы

1. Основное направление изменения почв просеки ЛЭП-500 кВ выражается в активации дернового процесса на участках, подвергшихся резекции и стратификации, обусловленного освоением корнями растений свободных территорий. На локальных поверхностях РИ и РЭ это явления протекают одинаковыми темпами. Дернина нарастает от краев к центру, но мощности дернового горизонта на РИ больше, чем на РЭ. Наиболее активен этот- процесс на стратифицированных почвах под опорами ЛЭП, где поселятся лесное разнотравье, формирующее рыхлую дернину в первые 3-5 лет.

2. Развитие дернового процесса вызывает

увеличение содержания гумуса (для. РЭ - 0,20 % в год, РИ - 0,15%.0,35 % в год), суммы обмен-

ных оснований и насыщенности основаниями, которые увеличиваются с возрастом просеки (при р < 0,05). Причем, итоговая мощность дернины РЭ оказывается больше чем в РИ, при меньшем накоплении гумуса.

3. Для дернины элювиальных, резектоземов объемная масса поверхностного горизонта колеблется в пределах 0,765-1,013 г/см’’, а в иллювиальных резектоземах -0,947-1,473 г/см'5. Наиболее активно процесс гумусонакопления протекает на насыпных грунтах, где объемная масса сравнима с тем, что наблюдается в гумусовом горизонте почв ненарушенного сложения и составляет 0,821-0,992 г/ем3.

4. Измерения, проведенные в почвах через 3 года после их нарушения, выявляют значительное увеличение содержания 5Юг (76,3±0,06) и снижение содержания АЬОз (с 15,2±0,4 до 10,70±0,05) по сравнению с естественными аналогами нарушенных горизонтов, а к 20-летнему возрасту АИП содержание Б Юг и А1203 сравнивается с уровнем их содержания в гумусовом горизонте почв ненарушенного сложения.

5. В формирующемся дерновом горизонте содержание оксида магния падает, а кальция

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

возрастает в первые три года; через 20 лет наблюдается обратная тенденция,

6. В дерновом горизонте элювиального ре-зектозема после техногенного воздействия содержание оснований ТМагО и К20 снижается относительно естественного аналога ненарушенного сложения (различия достоверны при Р < 0,05), а затем, с увеличением дернового горизонта возрастает, не достигая уровня, наблюдаемого в естественных аналогах.

7. Величина молекулярных отношений Б Юг/ АЬОз и БЮг/ИгОз в элювиальном резектоземе практически неизменна и имеет уровень, свидетельствующий о сохранении подзолообразовательных процессов в формирующемся

дерновом горизонте. Иллювиальный резектозем характеризуется увеличением отношения БЮз/АЬОз (с 7 до 12) в первые 3 года после нарушения почв.

8. Таким образом, изменения во времени некоторых параметров валового химического состава верхнего слоя резектоземов носят колебательный характер: после строительства ЛЭП выщелачивается магний, калий, выносится фосфор и накапливается кальций, марганец, а к 20-летнему возрасту наблюдается обратная тенденция.

Работа выполнена при финансовой поддержке программы «Университеты России» № ур.07.01.402.

ЛИТЕРАТУРА

1 «Методические рекомендации по выявлению деградированных и загрязненных земель». Письмо МИНПРИРОДЫ от 27 марта 1995 г. №3-15/582.

2. Кирилова Е.Л. Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв при прекращении антропогенного воздействия /7 Тез, докл. междунар, студенч, конф. «Кризис почв, ресурсов: причины и следствия». М., 1997.

3. Костенков Н.М. Окислительно-восстановительные режимы в почвах периодического переувлажнения. М., 1987,

4. Крупская Л,Т., Новикова Е.В, Свойства пород и особенности почвообразования в техногенных экосистемах // VIII Всесоюзный съезд почвоведов, Сибирское отд. АН СССР. Новосибирск, 1989. Ns 1,

5 Крупская Л .Т. Техногенное разрушение почв на горных предприятиях Юга Дальнего Востока России и их рекультивация. Автореф.т дис, д-ра биол. наук, Владивосток, 1994, Рукопись.

8, Захарченко A.B. О морфологических особенностях профиля антропогенно-измененных почв II Матер, межд. науч конф. (¡Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель». Томск, 2002, Т, 1.

7, Зонн С,В, Железо в почвах. М., 1982,

8, Суханов ПА, Лерцович А.Ю. Антропогенное преобразование земель и его отражение в классификации почв. СПб., 1996. Выл. 45.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9, Тонконогов В,Д., Шилов Л.Л, 0 классификации антропогенно-преобразованных почв II Почвоведение, 1990, № 1,

10, Трофимов С,С, Экология почв и почвенные ресурсы Кемеровской области, Новосибирск, 1985.

11, Хахалкин В.8,, Захарченко А,В., Нехорошее О.Г. Ландшафтно-экологический анализ территории стационара «Ломачевка» как натурной модели II Вопросы географии Сибири. Томск, 1999,

12, Хахалкин В.В,, Захарченко А,В. Экспериментальные исследования по оценке влияния ЛЭП СВН и УВН на структуру ландшафтных систем //География в Томском университете: итога, проблемы, перспективы: Материалы конференции. Томск, 1999,

13, Kneale W.R., White R.E. The movement of water through cores of dry (cracker) clayloam glassland topsoil. "J, Soil sei." V 67,1984, № '-4.

УДК 631.4

• A.B. Захарченко

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ РЕГЕНЕРАЦИИ АНТРОПОГЕННО-ИЗМЕНЕННЫХ ПОЧВ НАРУШЕННОГО СЛОЖЕНИЯ

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Введение

Почвы нарушенного сложения являются одним из наиболее распространенных явлений индустриально развитых районов. Эффект накопления площадей антропогенно-измененных

почв (образование техногенных ландшафтов, И! [дустриал ь н ы х « пусты н ь») со пу тствует

снижению продуктивное™ экосистем, что уже сейчас сказывается на балансе СО? в атмосфере планеты [I]. Данные явления заметно проявляются на территории Западной Сибири [2, с. 9-19; 3 |.