CC BY
39
2. Винберг, Г.Г. Первичная продукция водоемов / Г.Г. Винберг. — Минск: Изд-во АН БССР, 1960. — 328 с.
3. Водоросли. Справочник / Под ред. Вассер С.П., Кондратьева Н.В., Масюк Н.П. [и др.]— Киев: Наук. думка, 1989. — 608 с.
4. Кириллова, Т.В. Состав и структура фитопланктона Средней Оби / Т.В. Кириллова, Е.Ю. Митрофанова // Эколого-биогеохими-ческие исследования в бассейне Оби / Под ред. В.В. Зуева, А.В. Куровского, С.Л. Шварцева. — Томск, 2002. — С. 200-219.
5. Корытный, Л.М. Бассейновая концепция в природопользовании / Л.М. Корытный. — Иркутск: Ин-т географии СО РАН, 2001. — 163 с.
6. Кузьмин, Г.В. Фитопланктон / Г.В. Кузьмин // Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов.— М.: Наука, 1975.— С. 73-93.
7. Курейшевич, А.В. Влияние светового и температурного режимов на содержание хлорофилла а в биомассе микроводорослей / А.В. Курейшевич, В.Н. Козинская // Альгология. — 1992. — Т. 2, № 3. — С. 37-43.
8. Протасов, А.А. Использование показателей биоразнообразия для оценки состояния водных объектов и качества воды / А.А. Протасов, Т.Е. Павлюк // Гидробиол. журн. — 2004. — Т. 40, № 6. — С. 3-17.
9. Савичев, О.Г. Реки Томской области: состояние, использование и охрана / О.Г. Савичев. — Томск: Изд-во ТГУ, 2003. — 202 с.
10. Савичев, О.Г. Гидрохимический сток в бассейне Средней Оби / О.Г. Савичев // Изв. ТПУ. — 2007. — Т. 310, № 1. — С. 29-34.
11. Химический состав и качество воды р. Оби / Л.М. Сороковникова, О.Г. Нецветаева, Т.В. Ходжер [и др.] // Экология пойм сибирских рек и Арктики / Под ред. В.В. Зуева. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. — С. 116-122.
12. Шварцев, С.Л. Современное эколого-геохимическое состояние Томи и ее притоков / С.Л. Шварцев, О.Г. Савичев // Эколого-биогеохимические исследования в бассейне Оби / Под ред. В.В. Зуева, А.В. Куровского, С.Л. Шварцева. — Томск, 2002. — С. 87-98.
13. Шорникова, Е.А. Оценка санитарно-микробиологического состояния водотоков бассейна широтного отрезка Средней Оби / Е.А. Шорникова, А.В. Куяров // Экологический мониторинг. — 2007. — №4. — С. 95-99.
14. Эколого-биогеохимические исследования в бассейне Оби / Под ред. В.В. Зуева, А.В. Куровского, С.Л. Шварцева.— Томск, 2002. — 390 с.
Статья поступила в редакцию 14.03.08
УДК 631.4
А.В. Пузанов, д-р биолог. наук, проф., ИВЭП СО РАН, г. Барнаул
С.С. Мешкинова. инженер ИВЭП СО РАН, г. Барнаул
С.Н. Балыкин, канд. биолог. наук, ИВЭП СО РАН, г. Барнаул
ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВ ДОЛИНЫ СРЕДНЕЙ КАТУНИ
Исследовано содержание и распределение гумуса в черноземах обыкновенных и южных, темно-каштановых и горнолесных черноземовидных почвах долины Средней Катуни. Почвы данной территории можно отнести к средне и высокогумусным.
Ключевые слова: почва, гумус, разрез, Катунь, Алтай.
Изучение органического вещества имеет большое значение. Гумус участвует во всех процессах почвообразования: формировании профиля почвы, создании водопрочной структуры, улучшении аэрации, повышении обменной и водоудерживающей способности, регулировании питательного режима. Поэтому содержание и состав гумуса являются основным фактором, обеспечивающим продуктивность и экологическую устойчивость не только почв и экосистемы, но и биосферы.
Важнейшая функция гуминовых веществ — образование соединений гумусовых кислот с поливалентными металлами. Эта функция связана с высоким содержанием в гуминовых кислотах различных функциональных групп, в том числе карбоксильных, аминных, фенольных, гидроксильных, участвующих в формировании простых и сложных органо-минеральных соединений. В такой форме токсичные для растений катионы металлов и некоторые радионуклиды становятся практически малоподвижными и недоступными растениям, что в известной мере нормализует токсико-экологическую ситуацию на загрязненных территориях. Таким образом, гумусовые кислоты благодаря особенностям молекулярного строения активно влияют на миграцию и аккумуляцию химических элементов в почве [1, 2].
Почвенные разрезы закладывали в долине среднего течения Катуни и ее притоков (Эдиган, Ороктой, Куюс) (рис. 1). Изучены следующие типы и подтипы почв: черноземы обыкновенные и южные, каштановые, горно-лесные черноземовидные на элювиальных, делювиальных, аллювиально-делювиальных, аллювиальных от-
ложениях, щебнисто-песчаных, щебнисто-супесчаных, галечниково-песчаных и галечниково-супесчаных, а также хорошо сортированных песчаных отложениях [3]. Наибольшее распространение имеют черноземы южные и обыкновенные, наименьшее — каштановые и горно-лесные черноземовидные почвы.
Рис 1. Места заложения полнопрофильных разрезов в долине Средней Катуни
Содержание органического углерода определено методом Тюрина [4].
Накопление и содержание гумуса в почвах тесно связано с гранулометрическим составом почв и с географическими условиями, прежде всего, биоклимати-ческой обстановкой. Высокой гумусированностью отличаются обыкновенные черноземы и горно-лесные черноземовидные почвы. Накоплению гумуса в почвах черноземовидного типа способствуют оптимальные гидротермические условия, большое количество поступающих растительных остатков. В каштановых почвах вследствие резкого преобладания степной растительности, поступление органического вещества, главным образом, происходит за счет корневых систем [3, 5, 6].
Гумус черноземов котловин и речных долин Горного Алтая, так и равнинных областей Западной Сибири беднее гуминовой кислотой и богаче нерастворимыми формами, чем гумус черноземов европейской части России. В условиях континентального климата Сибири гу-миновые кислоты под влиянием сильного промораживания почв зимой и частого высушивания летом быстрее обезвоживаются, стареют и переходят в малоподвижную форму — гумины [6, 8]. В отличие от черноземов каштановые почвы характеризуются совершенно иным фульватным составом гумуса [3, 5, 6], фуль-вокислоты в них связаны в основном с устойчивыми полуторными окислами. В условиях весьма короткого периода биологической деятельности, которая протекает умеренно, в каштановых почвах создаются реальные предпосылки для образования преимущественно подвижных и упрощенных по структуре гумусовых веществ типа фульвокислот и гораздо меньшей степени так же не совершенных по структуре гуминовых кислот [3].
Гумусированность и физические свойства почвы являются взаимообусловленными параметрами. В наибольшей степени содержание гумуса коррелирует с гранулометрическим составом, прежде всего, с количеством и состоянием ила.
Почвы долины Средней Катуни формируются в основном на песчаных, супесчаных аллювиальных отложениях террас, конусов выноса и делювиальных склонов. В составе мелкозема почв (<1 см) превалируют фракции крупного, мелкого и среднего песка. Содержание пылеватой фракции находится в пределах первых десяти процентов. Фракция физической глины равна 19,6±1,5%, при существенном варьировании. Содержание активного в физико-химическом отношении ила достигает всего лишь 6,1±0,7% .
Изученные почвы отличаются различной гумусированностью профиля. Для горно-лесных черноземовидных почв долины характерен довольно мощный гумусовый горизонт в среднем достигающий 30-40 см., с содержанием гумуса до 17,1% (табл. 1, 2). В среднем в горизонте А горно-лесных черноземовидных почв содержание гумуса составляет 9,9±1,6% (табл. 2). С глубиной наблюдается уменьшение его содержания (табл. 1).
Распределение гумуса в обыкновенных черноземах приобретает слабозаметные признаки аккумулятивноиллювиальной дифференциации. Мощность А горизонта составляет 20±8 см. при существенном варьировании. Содержание гумуса колеблется от 0,7 до 11,8% (табл. 1). Максимальные значения содержания гумуса характерны для дерновых горизонтов. Немного ниже содержание гумуса в верхнем горизонте пахотных почв. В среднем концентрация гумуса составляет 5,1±0,3% (табл. 2).
Черноземы южные занимают большую площадь исследуемой территории, и характеризуются маломощным и среднемощным гумусовым горизонтом. В этом подтипе черноземов выявлен аккумулятивный тип распространения органического углерода. Для них характерна неравномерность в распределении гумуса по профилю.
В большинстве разрезов содержание гумуса в иллювиальном горизонте резко снижается. Количество его в верхнем слое в среднем составляет 4,1±0,5%, с варьированием от 0,2 до 19,8% в дерновых горизонтах (табл. 1, 2).
Таблица 1
Содержание гумуса в почвах долины Средней Катуни
Тип почвы, № разреза Гори- зонт Глубина, см Гумус, %
Горно-лесная черноземовидная. Разрез 2 V А АВ в!5 вк Ск 1-11 15-25 35-45 45-55 56-66 70-80 90-100 16,2 13,6 6,0 4,9 1,2 1,0 0,5
Горно-лесная Адер 0,5-7 8,0
черноземовидная. Аер 10-20 6,3
Разрез 9 Ак 22-32 5,2
АВк 40-50 3,2
вк 60-70 1,3
ВСк 85-95 0,9
Ск 120-130 0,7
Чернозем обыкновенный. А 0-9 6,1
Разрез 13 А 9-19 4,1
АВ 22-32 3,4
В 36-46 1,2
ВС 50-60 0,9
Чернозем Апах 0-26 4,9
обыкновенный. АВ 26-36 6,3
Разрез 14 Б 36-60 2,4
Чернозем южный. Адер 1-11 4,0
Разрез 1 дАекр 11-20 3,95
В1 22-32 0,62
Вк 35-45 0,62
Ск 60-70 0,30
Чернозем южный. Разрез 4 V Вк ВСк Ск 0-5 5-15 20-30 35-45 60-70 4,1 4,0 0,74 0,60 0,32
Темно-каштановая. Разрез 15 V АВ СБ 0-5 5-15 18-28 > 35 6,3 5.1 4.2 2,1
Таблица 2
Вариационно-статистические показатели содержания гумуса в горизонте А почвенного покрова долины Средней Катуни
Тип почвы n lim Х±х V
%
Горно-лесная черноземовидная 11 3,2-17,1 9, 9 1-Ь 6 53,2
Чернозем обыкновенный 46 0,7-11,8 5,1±0,3 44,0
Чернозем южный 52 0,2-19,8 4,1±0,5 79,3
Темно-каштановая 9 2,8-6,3 4,3±0,4 25,9
Примечания: п — число образцов; Иш — пределы; X — средняя арифметическая; х — ошибка средней арифметической; V — коэффициент вариации.
Каштановые почвы характеризуются относительно равномерным распределением гумуса по профилю. Мощность гумусосферы каштановых почв долины средней Катуни равна 15±8 см. В горизонте А содержание гумуса составляет 4,3±0,4%, при колебаниях от 2,8% до 6,8 % (табл. 1, 2).
В среднем запасы гумуса в 40 см слое почв долины средней Катуни небольшие — примерно 65 т/га. Запасы наземной и подземной фитомассы незначительны и
соответствуют запасам фитомассы зоны сухих степей — 4-5 ц/га [9].
Если смотреть градацию пахотных почв по степени гумусированности для Западно-Сибирского региона [10], разнотипные почвы долины Средней Катуни относятся к средне и высокогумусным. Состав гумуса преимущественно фульватно-гуматный, за исключением каштановых почв, отличающихся гуматно-фульватной природой качественного состава гумуса.
Библиографический список
1. Александрова, Л. Н. Органическое вещество почвы и его процессы трансформации / Л. Н. Александрова. — Ленинград: Наука, 1980. — 288 с.
2. Арчегова, И. Б. О гумусе в вязи с нетрадиционным пониманием почвы / И. Б. Арчегова // Почвоведение.— 1992.— №1.— С. 58-64.
3. Почвы Горно-Алтайской автономной области.— Новосибирск.: Наука, 1973.— 351 с.
4. Аринушкина, Е. В. Руководство по химическому анализу почв / Е. В. Аринушкина. — М.: Изд-во МГУ, 1970. — 488 с.
5. Хмелев, В.А. Почвы низкогорий Северного Алтая / В.А. Хмелев. — Новосибирск: Наука, 1982. — 153 с.
6. Кленов, Б. М. К вопросу о природе гумуса основных типов почв Горного Алтая / Б. М. Кленов // Доклады сибирских почвоведов к IX международному конгрессу почвоведов. — Новосибирск, 1968. — С. 122-140.
7. Экологические исследования и разработка системы мониторинга состояния природной среды в зоне влияния Катунских водохранилищ: отчет о НИР. Том II. — Барнаул, 1991 — С. 13-14.
8. Богданов, Н. И. Состав гумуса черноземов Западной Сибири / Н. И. Богданов // Третья конференция почвоведов Сибири и Дальнего Востока.— Новосибирск, 1964.— С. 38-47.
9. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения.— Москва, 2003.— С. 184-187.
Статья поступила в редакцию 03.04.08
УДК 631.4
И.А. Архипов, канд. географ. наук, с.н.с. ИВЭП СО РАН
НИКЕЛЬ В ПОЧВАХ АЛТАЯ
На территории Алтая изучено распределение никеля в почвах всех высотных поясов. Установлены тесные корреляционные связи между концентрацией никеля в почвах и почвообразующих породах. Содержание никеля в почвах, почвообразующих породах и растениях Алтая оценено с экологических позиций.
Ключевые слова: Алтай, почвы, распределение, никель, растения.
Никель — широко распространенный в природе элемент, необходимый для всех организмов. Он участвует в структурной организации ДНК, РНК и белков, при его избытке подавляются процессы фотосинтеза и транспирации, появляются признаки хлороза [1]. При выветривании горных пород никель легко высвобождается и осаждается преимущественно с оксидами железа и марганца. Кларк никеля в литосфере по оценкам разных исследователей [2, 3, 4] колеблется в пределах 58 — 95 мг/кг, в основных породах его больше чем в кислых [5]. Невысокий уровень содержания элемента в гранитах (22 мг/кг) [6], в осадочных породах концентрация элемента значительно варьирует: в песчаниках — 1,2-18 мг/кг, глинистых сланцах — 21-100, в карбонатных породах — 2,3-16 мг/кг. [7]. В континентальных отложениях никель находится в основном в виде сульфидов и арсенидов, ассоциируется также с фосфатами, силикатами и карбонатами [8].
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Объектами исследования были выбраны основные типы почв в системе высотной поясности Алтая и дикорастущие виды травянистых растений.
Исследуемые почвы сформированы в различных экологических условиях, на породах, неоднородных по генезису, минералогии и гранулометрии, имеют исходно разный уровень концентрации исследуемого элемента.
Черноземы обыкновенные и южные, сформированы на четвертичных отложениях, представленных
суглинками, супесями и песками ледникового, элювиального, делювиального и аллювиального происхождения. Гранулометрический состав легкосуглинистый, супесчаный либо песчаный. Основные запасы гумуса сосредоточены преимущественно в верхней полуметровой толще, гумус имеет гуматную природу [2]. Реакция среды в верхней части профиля исследуемых черноземов нейтральная или близкая к нейтральной, в нижней — щелочная. Реакция среды во многом зависит от наличия карбонатов. Превращение химических соединений осуществляется в окислительной обстановке.
Каштановые почвы составляют основу почвенного покрова межгорных котловин Юго-Восточного Алтая. Суровый климат, бедная растительность, низкий уровень осадков и обилие карбонатов приводят к формированию мощных (даже сцементированных) карбонатных горизонтов, являющихся одним из геохимических барьеров для микроэлемента.
Горно-лесные бурые почвы формируются в средней, наиболее увлажненной части лесного пояса и занимают значительные площади у верхней границы леса [4]. Процессы почвообразования осуществляются под влиянием различных формаций бореальной тайги. Почвы развиты на элювио-делювии и элювии хлоритово-се-рицитовых сланцев и песчаниках интрузивных пород. Вниз по профилю увеличивается защебненность, и облегчается гранулометрический состав.
Ареал распространения горно-лесных черноземовидных почв ограничивается среднегорными района-
