CC BY
42
Раздел 4 ЭКОЛОГИЯ
Ведущие эксперты раздела:
ДМИТРИЙ МИХАЙЛОВИЧ БЕЗМАТЕРНЫХ - кандидат биологических наук, доцент, ученый секретарь Учреждения Российской академии наук Института водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН, ответственный за электронную версию журнала и работу с Российским индексом научного цитирования - http://elibrary.ru/ (г. Барнаул)
МАРИЯ ГЕННАДЬЕВНА СУХОВА - доктор географических наук, доцент Горно-Алтайского государственного университета (г. Горно-Алтайск)
УДК 911.52 (571.6); 504.54.05 (571.6)
И.А Алексеев, канд. географ. наук, доц., начальник отдела организации научной деятельности Благовещенского гос. пед. ун-та, E-mail: [email protected]; А.В. Пузанов, д-р. биол. наук, проф., зам. директора по научной работе ИВЭП СО РАН, E-mail: [email protected]; И.М. Черёмкин, канд. биол. наук, доц. каф. зоологии Благовещенского гос. пед. ун-та; Т.В. Ступникова, канд. биол. наук, доц. каф. ботаники и методики преподавания ботаники Благовещенского гос. пед. ун-та; Е.Н. Борисенко, асп. Благовещенского гос. пед. университета, E-mail: [email protected]
ХАРАКТЕРИСТИКА АНТРОПОГЕННЫХ ТРАНСФОРМАЦИЙ ЛАНДШАФТОВ ПРОЕКТИРУЕМОГО КОСМОДРОМА «ВОСТОЧНЫЙ»
На основе материалов ландшафтно-экологической изученности территории проектируемого космодрома «Восточный» дифференцируются и характеризуются специфичные виды антропогенных трансформаций ландшафтов, проявляющихся в изменениях биоценотических, фи-тоценотических, популяционных, геохимических структур.
Ключевые слова: ландшафт, экологический анализ, космодром «Восточный», фитоценоз, ареал и популяция животных, несимметричный диметилгидразин (гептил), пирогенный ландшафт.
ных биогеоценозов территории проектируемого космодрома «Восточный»:
- административная граница Свободнен-ского и Шимановского районов;
- грунтовые автодороги;
............ - границы распространения пионерных и
субстратных ландшафтных комплексов (биогеоценозов);
------------ границы распространения пирогенных
ландшафтных фаций;
- расположение временных и постоянных резервуаров с гептилом при функционировании 27 ракетной дивизии.
* •
- места отлова грызунов с аномалиями развития гонад.
Высокое антропогенное воздействие присуще также территориям военных объектов и проектируемого космодрома «Восточный» (дислокация 27 ракетной дивизии). На территории указанной ракетной дивизии был уничтожен почвенный покров, естественная древесная растительность (восстановлена сегодня), видоизменены отдельные формы рельефа, изменены уровни и векторы перемещения грунтовых вод [1-4]. Наряду с этим она интенсивно загрязнялась ГСМ и продуктами их разложения. Несмотря на усиленный режим мер безопасности в почвогрунты на протяжении ряда лет попадал в результате разлива и порывов шлангов заправщиков гептил (несимметричный диметилгидразин), который использовался в качестве ракетного топлива в баллистических ракетах (рис. 1).
Детальное изучение ландшафтно-биоценотической, био-геохимической, почвенной, фито- и зооценотической структур
Территория Амурской области несмотря на относительно небольшой срок хозяйственного освоения (с 1850-х гг.) имеет участки, значительные по уровню антропогенной трансформации. Они представлены трассами прохождения драг (добыча россыпных месторождений золота), «лунными полями» (добыча углей открытым способом), бассейнами водохрани-лигц Зейской и Бурейской ГЭС и др.
Рис. 1. Карта-схема фоновых антропогенных трансформаций территории проектируемого космодрома «Восточный». Легенда карты-схемы распространения пионерных и субстрат-
проектируемого космодрома «Восточный» и сопредельных территорий было начато летом 2009 г. и в настоящее время осуществляется в рамках работы «Научно-образовательного центра геохимического и ландшафтно-биоценотического мониторинга космодрома «Восточный» БГПУ и ИВЭП СО РАН» и «ландшафтно-геохимического стационара БГПУ и ИВЭП СО РАН», созданных весной 2010 г. В результате проведенных работ были составлены детальные ландшафтные карты-схемы всей территории, 7 стационарных участков и стационарных ландшафтных профилей, заложены стационарные и временные площади фитонотического описания, 15 стационарных линий отлова грызунов, выявлены особенности химического состава почвенного покрова, вод малых водотоков, снежного покрова.
Территория проектируемого космодрома «Восточный» практически полностью находится в пределах мега- и мезо-участков водораздельной части междуречья рек Амур и Зея. Возвышенность определяет высокую интенсивность линейной эрозии, денудации и планации, а также, как следствие, высокую скорость дренажа грунтовых вод и обедненность почвенного покрова. Рельеф проектируемого космодрома «Восточный» является фактором, снижающим естественную устойчивость ландшафтов к воздействию различных деструктиви-рующих процессов.
При строительстве объектов наземной инфраструктуры были уничтожены микро- и мезоформы рельефа западинного, микрогривистого и долинообразных понижений, а также почвенный покров и естественная растительность. При возведении линейных объектов были трансформированы контуры водосборных комплексов, произведено выравнивание форм рельефа, образованы 16 песчано-гравийных карьеров. Создание охранных зон с помощью бульдозерной техники и минных заградителей привело к сведению древесной растительности, выравниванию форм микро- и мезорельефа. В целом это коренным образом трансформировало все природные компоненты ландшафтов:
- изменены векторы транзита и аккумуляции грунтовых и подземных вод, что привело к иссушению либо к заболачиванию территории, что привело к гибели древесных растений;
- изменение характера транзита грунтовых и подземных вод привело к изменению геохимического фона, выразившегося либо в обеднении минеральными и органоминеральными комплексами почвенных растворов, либо в формировании четко выраженных геохимических барьеров;
- сведен и затем частично восстановлен либо полностью заменен растительный покров;
- уничтожение почвенного покрова придало биогеоценозам пионерный облик (спустя 50 лет с момента начала эксплуатации объектов многие фитоценозы развиваются в режиме субстратного освоения), а восстанавливающимся почвам -скелетизированность;
- снижение уровня биоразнообразия на участках восстановившихся и восстановленных лесов по сравнению с фоновыми лесными ландшафтами.
В растительном покрове территории проектируемого космодрома «Восточный» преобладают лесные сообщества. Они занимают надпойменные террасы. В долинах и поймах рек, небольших ключей их сменяют лугово-болотные сообщества. Проведенные в 2009 г. предварительные исследования растительного покрова территории показали, что наибольшему антропогенному прессингу подверглись лесные биоценозы. Для территорий бывших пусковых комплексов и воинских частей характерна полная деградация естественного растительного покрова (уничтожение или сильное преобразование лесных сообществ, проявляющееся в куртинно-луговом характере древостоя, замена естественных фитоценозов антропоценозами). В связи с этим в июне и сентябре 2010 г. на исследуемой территории проведено детальное изучение лесных фитоценозов, в результате которого дана оценка экологиче-
ского состояния лесов [5]. Оно проводилось маршрутными исследованиями, сопровождавшимися закладкой как постоянных (12), так и временных пробных площадей (27). Размер пробной площади составил 0,25 га. Проводилось детальное геоботаническое описание, устанавливался видовой состав растений всех ярусов, определялось количественное участие каждого вида. Учитывались: повреждения древостоев пожарами, рубка деревьев, наличие кострищ, строительного мусора, сети дорог и других проявлений антропогенной деятельности. Стадия дигрессии леса определялась по методике О.С. Артемьева [6].
Согласно литературным данным [7] в исследуемом районе типичны светлохвойно-широколиственные леса в сочетании с южно-таежными лиственничными лесами и болотами. Большинство относятся к классу хвойных лесных формаций несмотря на присутствие здесь почти чистых мелколиственных лесов (преимущественно березняков). Наиболее типичны светлохвойные леса, которые в свою очередь распадаются на сосновые и лиственничные формации, и смешанные мелколиственно-светлохвойные травяные производные леса. Дубняки занимают весьма незначительные лесопокрытые площади, имеют в основном порослевое происхождение. Всего было выделено 7 типов леса (дубняк леспедециевый, березняк ле-щинный, березняк рододендроново-разнотравный, сосняк мертвопокровный, сосняк разнотравный, лиственничник осоковый, лиственничник разнотравный).
На исследуемой территории нет ни одного сколь либо значительного лесного массива без следов антропогенного пресса. Всюду заметны следы неконтролируемых рубок хвойных пород и особенно сосны. Почти все лесные ценозы находятся на разных этапах послепожарных сукцессий. Об этом свидетельствует и повсеместное распространение здесь почти чистых мелколиственных лесов, высокая доля дуба и мелколиственных пород (березы, осины) в возобновлении и почти полное отсутствие в подросте хвойных (сосны и лиственницы).
Лесные фитоценозы, поврежденные частыми пожарами, представлены порослевыми насаждениями, образованными дубом монгольским и березой плосколистной. Деревья низкорослые, с низкой и широкой кроной, многоствольные. Высота древостоя в дубовых и мелколиственных типах леса варьирует от 10 до 15 м (табл. 1). Наименьшие таксационные показатели характерны для дубняка леспедециевого: минимальный диаметр - 10,6 см и производительность - V класс бонитета. Дубняки имеют существенные отличия по ряду таксационных показателей (численность стволов, средние диаметр, высота, запас) по сравнению с литературными данными [8].
Светлохвойные леса имеют несколько большие высотные и диаметральные показатели в сравнении с дубовыми и мелколиственными типами леса. Они характеризуются простой структурой древесного яруса, возникшей вследствие вырубки отдельных наиболее крупных экземпляров хвойных пород со значительными показателями запаса деловой древесины. Более высокие таксационные показатели (некоторые лиственнично-березовые, сосновые и лиственничные леса) объясняются экологическими условиями и высоким возрастом насаждений. Поэтому некоторые типы сосняков и лиственничников, произрастающие на данной территории, относятся к средне производительным (II класс бонитета). Однако это не свидетельствует об увеличении их запаса, т.к. их густота имеет более низкие показатели [9]. Полнота обследованных типов леса изменяется от 0,4 (низкополнотные) до 0,5-0,7 (среднеполнот-ные). Возраст обследованных лесных сообществ составляет от 20 до 50 лет, более старший древостой отсутствует.
В сложении подлеска изученных типов леса участвуют 10 видов кустарников. Господствующая роль в его формировании принадлежит Lespedeza bicolor, Corylus heterophylla, Rhododendron dahuricum, Spiraea media, Rosa davurica. Естественное возобновление на пробных площадях слабое или плохое,
Таксационная характеристика основных типов леса территории проектируемого космодрома «Восточный»
Тип леса | лиственничник разнотравный 5ЛЗБп1Бд1Лп+Ос+Д 50-55 870-950 «о 4 О ; 10,0 15,7 VO оо" 00 a средней густоты (лещина, леспедеца, шиповник и спирея) поросль дуба, липа, осина О ON слабое - 200
осоковый 5ЛЗБпЮс1Бд 45-50 О 1> 00 1 о Г' 40 4 <=> С о «о -Г К со чсГ ON M редкий (шиповник) дуб, яблоня, груша, березы, осина О CN слабое - 2300
сосняк разнотравный 8С1Д1Бд+Бп 45-50 о V© Г" 1 о о Г" rf * О J П 00 «Л К 00 3 густой (леспедеца, лещина) дуб, береза, липа, сосна о 40 «О слабое - 2500
мертвопокровный 9С1Бп+Ос О in 1 ■"t о о Г' 1 о «о 40 г- f О ? 16,7 ІЛ СП ON HH единично (леспедеца, шиповник) единично осина, береза (N Tf С с с< а с с 5 5 } 5 < >
березняк рододендроново- разнотравный 5БпЗЛ1Бд1Д+Ос І 40-45 | 920-1150 •о г o' Ї о «гГ VO OS 00 HH средней густоты (рододендрон, леспедеца) дуб, осина О •о 00 СП хорошее - 5000
лещинный 9Бп1Д+ Бд+Ос+Лп 1 30-35 | 870-980 «о г o' z - VO -Г o' 74,4 > редкий (лещина, шиповник, спирея) дуб, березы даурская и плосколистная, осина, яблоня ягодная о 00 Os слабое - 2300
дубняк леспедециевый 8Д2Бд+Бп 1 20-25 О 1 о 00 rf * o' 2 ■1 00 2 On 62,4 > густой (леспедеца, лещина, рододендрон) дуб, осина, липа о ON Г- ■'З" хорошее - 5500
Показатель Состав | Возраст, лет | Количество, шт./га X 0 £ и и : 1 и с Высота, м s I Г0 | Класс бонитета | * о о § о С Подрост ОПП травяно-кустарничкового яруса, % Число видов травяно-кустарничкового яруса Естественное возобновление, | шт./га |
за исключением отдельных типов леса (дубняк леспедециевый, белоберезняк рододендроново-разнотравный). Возраст подроста составляет 5-7 лет, поражен фитопатогенными грибами и насе-комыми-вредителями.
Видовое разнообразие травяно-кустарничкового яруса включает 78 видов. Видовой состав довольно постоянен. Доминантами травяно-кустарничкового яруса являются некоторые осоки (Carex ericetorum, C. lan-ceolata, C. pallida, C. lapponica), к которым примешиваются представители разнотравья (Atractylodes ovata, Thalic-trum contortum, Synurus deltoidеs, Poten-tilla fragarioides, Lathyrus humilis, Vicia amoena, V. unijuga, Artemisia integrifolia, A. tanacetifolia, Saussurea recurvata, Adenophora verticillata, A. pereskiifolia, Kitagawia terebinthaceae, Galium boreale, Rubus saxatilis, Fragaria orien-talis, Moehringia lateriflora). В светлохвойных типах леса довольно обычны, а иногда выступают в качестве содоми-нантов Pyrola rotundifolia, P. chlorantha, Vaccinium vitis-idaea, Orthilia secunda.
Большинство исследованных типов леса в сравнении с аналогичными имеют существенные различия по ряду таксационных показателей: числен-
ность стволов, средние диаметр, высота и производительность. Относительная изреженность объясняется вырубками, частыми палами, в целом сильным антропогенным прессом. Пирогенный фактор является лимитирующим для развития подроста, отрицательно влияя на сохранность и развитие естественного возобновления, препятствуя выходу его в верхний ярус, снижая тем самым густоту древостоя. Нарушенность высотно-диаметральных показателей большинства типов леса (особенно сосновых и лиственничных) объясняется антропогенным прессом, который начинает действовать с первоначальных этапов формирования древостоев (развития всходов, смыкание крон). Установленные диаметр, высота и густота исследуемых насаждений обуславливают их низкий запас. В целом густота подлеска и напочвенного покрова, его видовое разнообразие соответствует составам фитоценозов, свойственных массивным лесам соответствующих формаций.
Оценка типов леса по устойчивости производилась на основании таких параметров, как состояние подроста, подлеска, наличие здоровых деревьев. Основным показателем является доля участия здоровых деревьев в составе древостоя (при приближении к 90% их класс устойчивости возрастает). Благонадежное состояние подроста приводит к увеличению класса устойчивости. Состояние подлеска на большинстве
участков хорошее. Исключение составляют лишь сосняки мертвопокровные, небольшие площади которых зафиксированы в исследуемом районе. По оценке дигрессии лесных сообществ около 15 % из них без признаков нарушения лесной среды. Данные сообщества отмечены нами в районе памятника природы «Дымо». Незначительные изменения лесной среды (механические повреждения стволов деревьев и травяного покрова, уплотнение верхнего горизонта почвы) наблюдаются у 55 % лесных сообществ. Выявлено около 30 % лесных сообществ со значительными изменениями лесной среды, обусловленными повреждениями стволов деревьев (более 10 %), значительным уплотнением гумусового слоя почвы, угнетенным состоянием подлеска и подроста. К четвертой и пятой стадии дигрессии относится также около 10% исследуемых типов леса. Такие сообщества характеризуются сильным нарушением лесной среды до ее полной деградации, отсутствием жизнеспособного подлеска и подроста, большой степенью минерализации почвы, наличием эрозии почвы. Высокая степень нарушения связана с расположением данных сообществ вблизи бывших воинских частей и пусковых комплексов.
На месте полностью сведенных лесных сообществ в таких условиях сформировались антропогенные травяные ценозы, сложенные из адвентивных таксонов растений. Основу таких сообществ формируют полыни (Artemisia scoparia, A. sievir-siana, A. vulgaris), некоторые злаки (Elymus sibiricus, Eragros-tis pilosa, Setaria viridis), а также другие представители адвентивной флоры (Cirsium pendulum, Crepis tectorum, Erigeron acris, Xanthium sibiricum, Lactuca sibirica, Inula britannica, Geum aleppicum, Agrimonia pilosa, Plantago major, Stachys as-pera).
Фоновые зооценозы территории проектируемого космодрома «Восточный» имеют высокую степень антропогенной трансформированности. Это проявляется в уменьшении по сравнению с окружающими территориями количества видов позвоночных животных и численности населения в их популяциях. Фауна млекопитающих района космодрома «Восточный» и граничащих с ним территорий носит типичные черты восточно-сибирского комплекса с добавлением видов маньчжурского происхождения. В целом она имеет разнообразный видовой состав благодаря высокой степени мозаичности ландшафта.
Учитывая характер антропогенных воздействий на зооценозы данной территории, наиболее вероятным видом антропогенного прессинга является химическое воздействие на почвенный покров и внутренние воды. В качестве индикаторов определения степени влияния химического загрязнения окружающей среды на животный мир нами были выбраны мышевидные грызуны. Данная группа животных является многочисленной и способной быстро восстанавливать численность своих популяций. Кроме того, грызуны, как правило, не совершают больших по протяженности миграций, и их жизнь протекает на ограниченной территории в непосредственном контакте с почвой (в норах).
В фауне космодрома «Восточный» и граничащих с ним территорий нами дифференцированы 10 видов мышевидных грызунов, относящихся к родам двух семейств: мышиных (Muridae Grar, 1821) и хомячьих (Cricetidae Fischer, 1914). В различных биотопах встречаются: мышь лесная восточноазиатская мышь (Apodemus peninsulae Thomas, 1907), мышь домовая (Mus musculus Linnaeus, 1758), крыса серая (пасюк) (Rattus norvegicus Berkenhout, 1969), мышь полевая (Apodemus agrarius, Pallas, 1771), мышь-малютка (Micromis minutus Pallas, 1771), даурский, или барабинский хомячок (Cricetulus barabensis Pallas, 1773), красно-серая полевка (Clethrionomys rufocanus Sundevall, 1846), красная полевка (Clethrionomys rutilus Pallas, 1778), восточная полевка или полевка Максимовича (Microtus Maximowiczii Schrenk, 1858), большая или дальневосточная полевка (Microtus fortis Buchner, 1889).
Превалирующими грызунами на территории космодрома являются лесные виды: полевки красная и красно-серая, а так же восточно-азиатская мышь. Если в лесных биотопах в роли доминанта в разные годы выступают полевка красная или красно-серая, то на открытых пространствах абсолютным доминантом является полевка Максимовича. Доля ее участия в формировании фаунистического комплекса, в частности на осоково-разнотравных закочкаренных, переувлажненных лугах составила 42,8% (2009). В роли содоминанта здесь выступила красно-серая полевка, участие большой полевки -14,1 %. Такое соотношение двух видов серых полевок подтверждает ранее установленную закономерность в формировании фаунистического комплекса: участие полевок в населении грызунов в Приамурье изменяется обратно пропорционально друг другу в северо-западном направлении.
В 2009-2010 г. производился отлов мышевидных грызунов. Вскрытие мышевидных грызунов и анализ состояния внутренних органов выявили аномальное строение половых органов у некоторых особей. Наблюдаемые аномалии приурочены к двум изолированным друг от друга биотопам. Они косвенным образом свидетельствуют о возможном химическом загрязнении территории.
В структурном рисунке ландшафтов четко прослеживается влияние антропогенных трансформаций на характер пространственной дифференциации ландшафтных контуров [3]. Изменены естественные очертания ландшафтных фаций (как правило, округло-овальные) и биогеоценозов, усредняя их состав и формирования либо обширные по площади гомогенные (однородные), либо линейно вытянутые, изометричные, «угловатые» по форме выделы. Для территории проектируемого космодрома «Восточный» характерны обширные по площади гаревые группы, которые имеют изоморфные или площадно-линейно вытянутые контуры. Фации и их группы, сформировавшиеся на участках субстратного или пионерного освоения (восстановления), имеют очень высокую степень раздробленности и наиболее значительную площадь. Они характеризуются целой совокупностью признаков, выражающихся в снижении биоразнообразия, трансформации ярусной структуры фитоценозов, структурности почвенного покрова. Наибольшие по площади массивы пирогенных (гаревых) ландшафтных выделов приурочены к выровненным площадкам водоразделов и бортам долин ручья Охотничего, рек Иур, Каменушка, Г альчиха, Ора.
Для пирогенных выделов внутриландшафтных комплексов характерны специфичные фитоценозы, образованные дубово-березово-осиновыми, дубово-березовыми, сосноволиственничными, березово-лиственничными сообществами с подростом дуба и березы. При этом вышеназванные растительные сообщества занимают значительные по площади участки с полынью и вальником, сформировавшиеся при гибели зрелых древесных растений после низовых пожаров. Подлесок разной степени сомкнутости состоит из лещины разнолистной, леспедецы двухцветной, рододендрона даурского, реже кустарниковых форм берез и ив.
Разнообразие видов растений и видов в пределах пиро-генных комплексов имеет значительные отличия от таковых в пределах фоновых комплексов. Фоновые представлены сосново-рододендроново-разнотравными, лиственично-сосново-разнотравными, сосново-разнотравными, сосново-березоворазнотравными сообществами, пирогенные - лиственнично-дубово-березово-леспедецево-разнотравными, лиственнично-березово-леспедецево-разнотравными, лиственнично-дубово-леспедецево-разнотравными, лиственнично-леспедецево-раз-нотравными, дубово-березово-леспедецево-разнотравными, дубово-леспедецево-разнотравными, березово-осоковые, бе-резово-леспедецево-разнотравными, сосново-леспедецево-разнотравными сообществами.
Несмотря на значительный уровень резистентности и аутовосстановления пирогенные ландшафтные выделы характе-
ризуются снижением биоразнообразия и биопродуктивности. Косвенным свидетельством в этом случае может служить определение качества древесных видов растений в фитоценозах путем определения запасов древесины по формуле Дау-кинса [10-11]. Эти показатели для промышленных зон и площадок строительства объектов наземной инфраструктуры в целом сравнительно низкие (табл. 2). Наибольший уровень запасов древесины наблюдается в пределах ландшафтных комплексов промышленной зоны № 5 (41,3 тыс. деревьев), а наименьший - промышленной зоны № 1 (715 деревьев). Кате-
гория участков с коэффициентом Даукинса (КД) менее 0,055 м3/га имеет 5,64; категория с КД от 0,055 м3/га до 12 м3/га - 4134,38 (32,4 тыс. деревьев); категория КД более 12 м3/га - 1662,5 (8,9 тыс. деревьев), категория с КД менее 0,055 м3/га - 0,16; категория с Кд от 0,055 м3/га до 12 м3/га - 39,38 (365 деревьев); категория с КД более 12 м3/га - 77,88 (350 деревьев). Такие различия в показателях на территории проектируемого космодрома можно объяснить разной степенью антропогенного влияния: сведением растительного покрова, наличием гаревых участков, изменение геохимического фона.
Таблица 2
Запасы древесины в пределах промышленных зон 1-5 и площадок 1-2 проектируемого космодрома «Восточный»,
рассчитанные по формуле Даукинса [10-11]
Промышленная зона или площадка Запасы древесины, м3/га
Категория участков с коэффициентом Даукинса Всего по участку
менее 0,055 0,055-12 более 12
ПЗ №1 0,16 39,38 (365 деревьев) 77,88 (350 деревьев) 117,42 (715 деревьев)
ПЗ №2 0,22 63,44 (600 деревьев) 85,23 (420 деревьев) 148,89 (1020 деревьев)
ПЗ №3 0,44 266 (2 тыс. деревьев) 154 (825 деревьев) 420,44 (2,8 тыс. деревьев)
ПЗ №4 0,44 609 (4,5 тыс. деревьев) 238 (1,2 тыс. деревьев) 847,44 (5,7 тыс. деревьев)
ПЗ №5 5,64 4134,38 (32,4 тыс. деревьев) 1662,5 (8,9 тыс. деревьев) 5802,52 (41,3 тыс. деревьев)
П №1 1,73 544 (4,0 тыс. деревьев) 292 (1,9 тыс. деревьев) 837,73 (5,9 тыс. деревьев)
П №2 0,5 734,3 (5,8 тыс. деревьев) 168 (0,9 тыс. деревьев) 902,8 (6,7 тыс. деревьев)
Итого 9,13 6390,5 2677,61 9077,24
Пионерные и субстратного освоения ландшафтные комплексы характеризуются приуроченностью к выровненным водораздельным площадкам, специфическим обликом растительности и скелетизированными, слабо дифференцированными почвами, близкими по морфологии к бурым лесным и буротаёжным почвам. На участках пионерного освоения, представленных площадками, на которых ранее были уничтожены растительный покров и верхние, плодородные горизонты почвенного покрова, скелетизация почв выражается в небольшой мощности горизонта А-1 (0,5-1 см). На участках же субстратного освоения территории биогеоценозами, приуроченных к площадкам, рытвинам, траншеям, скатам с ранее уничтоженным почвенным покровом до уровня материнских пород, наблюдается полная скелетизация почв, которая выражается в отсутствии горизонтальной структуры, примесей субстрата (материнских пород) в верхних участках профиля, наличии структур погребенных почв.
Фитоценозы ландшафтных комплексов пионерного освоения отличаются как от фоновых, так и субстратного освоения растительных комплексов. Растительность представлена сочетанием 10-15-летних растений сосны обыкновенной и 510 летних - березы плосколистной. Сосны в пределах названных типов биогеоценозов имеют среднюю высоту 3,2 м, березы - 2,6 м. Характерны разреженный покров травяных растений (преимущественно однолетних) и сильно загущенный подрост дуба монгольского и березы плосколистной. Фитоценозы ландшафтных комплексов субстратного освоения характеризуются отсутствием древесных форм растений высокой
References
более 0,5 м, наличием сильно разреженных травяных растений и подроста березы плосколистной.
Пространственная структура и компоновка контуров пионерных ландшафтных выделов и субстратного освоения имеет определенную специфику, которая выражается в наличии «угловатости», линейной вытянутости или изоморфности формы выделов, значительной их площади, однородности, гомогенности природных компонентов. Пионерные ландшафтные выделы отличаются от выделов субстратного освоения наличием внутренних различий в структуре фитоценоза в пределах контура и относительно большей площадью ими занимаемого участка: первые - как правило, приурочены к буферным охранным контурам, объектам инфраструктуры ракетной дивизии, вторые - сформировались в пределах заброшенных и не использующихся карьеров песчаногравийной смеси, подземных и наземных объектов ракетной дивизии.
В целом для территории проектируемого космодрома «Восточный» характерны значительные фоновые антропогенные трансформации естественной структуры природных компонентов. Уровни и типы этой трансформации имеют четкую геоморфологическую, социально-функциональную приуроченность и подразделяются на несколько генетических типов, среди которых по занимаемой площади доминируют пироген-ные комплексы и комплексы пионерного, субстратного освоения. Эти типы разнообразны (что не свойственно для ландшафтов территории Амурской области) и требуют последующего детального изучения, анализа и классификации.
1. Alekseev, I.A. The transformation of landscape- biocoenotic structure of the territory of the projected launch site "Vostochny'' / I.A. Alekseev,
I.M. Cheremkin, T.V. Stupnikova // Local History of the Amur Region. - 2009. - № 4 (9).
2. Alekseev, I.A. Characteristics of the reference landscape of the projected launch site " Vostochny " and adjacent areas / I.A. Alekseev, A.V. Puza-nov, E.S. Maskaltsova // Geography: issues of science and education. LXIII Gertsen readings: Proceedings of the annual international scientific-practical conference (22-24 April 2010, St. Petersburg). - St. Petersburg: Printing-Resource Publ., 2010.
3. Alekseev, I.A. / / The world of science, culture and education. - 2010. - № 4 (24).
4. Puzanov, A.V. Characteristics of the reference landscape of the projected launch site " Vostochny " and adjacent areas / A.V. Puzanov, I.A. Alekseev // The world of science, culture and education. - 2009. - № 7 (19).
5. Sukachev, V.N. Methodical instructions to the study of forest types / V.N. Sukachev, S. Zonn. - Moscow, 1961.
6. Artemyev, O. Forest and Park Management: textbook / O.S. Artemyev, R.N. Matveeva, O.F. Butorova, N.V. Kovylin. - Krasnoyarsk: Siberian State Technical University, 2002.
7. Kolesnikov, B.P. Vegetation // South of the Far East. - Moscow: Nauka, 1969.
8. Dobrynin, A.P. Oak forests of the Russian Far East (biology, geography, origin) / Ed.by V.A. Nedoluzhko. - Vladivostok: Dal'nauka, 2000.
9. Reference book on taxation of the Far East forest - Khabarovsk, 1990.
10. Bazilevich, N. The balance of chemicals in natural and man-transformed ecosystems (conceptual model) / N.I. Bazilevich // Heterotrophs in ecosystems of the Central forest-steppe. - M.: IG AS USSR, 1979.
11. Bazilevich, N.I. Geographical aspects of biological productivity study/ N.I. Bazilevich, L.E. Rodin, I.N. Rozov. - L.: 1970.
Article Submitted 17.12.10
УДК 541.631.577.4/48
A.C. Лхметов, д-р техн. наук, проф. Таразского государственного университета им. М.Х. Дулати, Казахстан;
A.A. Acaнoв, канд. хим. наук, проф. ТарГУ, Казахстан; Ю.И. Винокуров, д-р географ. наук, проф. ИВЭП СО РАН, Барнаул; Г.К. Лхaуoвa, ст. преп. ТарГУ, Казахстан, E-mail:[email protected]
СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ ПОЧВ В ПРИСУТСТВИИ ПРОДУКТОВ СОПОЛИМЕРИЗАЦИИ МАЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ И АКРИЛАМИДА, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ
Изучено структурообразование почв в присутствии водорастворимых полиэлектролитов, полученных на основе продуктов сополимериза-ции малеиновой кислоты и акриламида. Определены их физико- и коллоидно-химические свойства, а также проанализированы причиппо-следствеппые связи.
Ключевые слова: структурообразование почв, продукты сополимеризации малеиновой кислоты и акриламида, коллоиднохимические свойства.
Одной из проблем геоэкологии является целенаправленное регулирование структуры почвы, так как мелкие частицы, образующиеся в результате ветровой, водной, механической эрозии, оказывают отрицательное влияние на аэро- и гидросферу, а также плодородие почв, усиливающееся по мере уменьшения размера частиц [1-2]. Процессам эрозии наиболее подвержены типичные сероземы, образующие частицы размером 0,1-0,5 мм и менее, которые по мнению авторов [3] при скоростях ветра у поверхности почвы 3,8-6,6 м/с приходят в движение и перемещаются на большие расстояния. Особенно мелкие почвенные частицы (< 0,1 мм) способны преодолевать расстояния в сотни, иногда тысячи километров Частицы размером 0,5-0,1 мм и менее также загрязняют поверхностные воды. Интенсивность эрозии в современную эпоху порождена прямыми либо косвенными последствиями антропогенного происхождения. К первым следует отнести широкую распашку земель в эрозионно-опасных районах, особенно в зоне типичного серозема. Такое явление также имеет место на орошаемых пахотных территориях [4].
Наряду с этим, мелкие частицы размером 0,5-0,1мм и менее обладают высокой адсорбирующей способностью, вследствие чего это становится вредным для окружающей среды. Для предотвращения подобного отрицательного влияния на аэро- и гидроэкологию в мировой практике используются различные методы, которые приводят к улучшению механического состава почвы, особенно поверхностного плодородного слоя [5].
Среди распространенных методов, применяемых для улучшения структурного состава, наиболее быстрыми и эффективными считаются химические, которые осуществляются путем обработки эродированной бесструктурной почвы высокомолекулярными водорастворимыми полиэлектролитами (ВРП) [6]. В этом аспекте наиболее распространенными ВРП, применяемыми для этой, цели являются карбоксид-, амид содержащие, которые получают различными способами [7].
В настоящие время широко применяются водорастворимые полимеры на основе акриламида (АА), которые объеди-
нены общим названием «полиакриламиды». В эту группу входят полиакриламид (ПАА) - неионогенный полимер, его анионы производные, например, частично гидролизованный ПАА и катионные производные, например поливиниламин, а также сополимеры АА с различными ионогенными и неио-генными мономерами [4,6,7]. Полимеры и сополимеры с разной молекулярной массой (ММ), молекулярно-массовым распределением, химическим составом и распределением звеньев исходных мономеров вдоль цепи макромолекулы, линейные, разветвленные и сшитые имеют разное функциональное назначение и различные области применения [6].
В связи с этим, в данной работе исследовано изменение структурного состава бесструктурной типичной сероземной почвы Южного региона Республики Казахстан.
Для решения поставленной задачи в качестве высокомолекулярного водорастворимого ПЭ были взяты продукты со-полимеризации малеиновой кислоты (МК) и акриламида (АА). Они синтезированы путем сополимеризации при исходных значениях рН в водной среде, при оптимальных мольных (1,0-4,0) соотношениях мономеров. Эти вещества условно обозначены МКАА-3-Н, а также МКАА-3-ЫН4ОН, МКАА-3-ДМА, МАА-3-ДМА, полученные путем нейтрализации МКАА-3-Н до значения рН= 8,0-8,5 с добавлением водного раствора гидроксида аммония (МН4ОН) и диметиламина (ДМА). Для характеристики выбранных ВРП определены вязкость (п), электропроводность (х), оптическая плотность ф), рН растворов, а также структурообразующая способность ВРП в зависимости от концентрации.
Результаты экспериментов показали, что независимо от условий получения исследуемые ВРП образуют гомогенные растворы в указанном интервале концентрации растворов, о чем свидетельствует низкое значение оптической плотности, близкое к нулю. Наряду с этим проведенные исследования показывают, что удельная вязкость (пуд), электропроводность (худ) растворов ВРП почти пропорционально изменяются с концентрацией раствора (табл. 1).
