CC BY
5угодии.
Слабая степень эродированности территории, вероятно, связана с невысокой расчлененностью рельефа и расположением полей преимущественно на
субгоризонтальных поверхностях с уклоном не превышающим 2.
Таблица 1
Комбинации почв по степени эродированности, критерии их выделения
Почвенные комбинации Критерий выделения % Площадь, га Площадь, %
er0 Дополнительно
Неэродированные 1 >90 1953 24
2 90-75 1296 17
Очень слабоэродированные 3 75-50 2157 27
Слабоэродированные 4 <50 er1>er2 2465 31
Среднеэродированные 5 <50 er2>er1 79,5 1
Проведенные исследования показали, что применения математических эрозионных моделей для пространственного цифрового моделирования эрозионных структур почвенного покрова обладают высокой перспективностью. Данный метод позволяет повысить точность учета эрозионно-аккумулятивных процессов, оказывающих влияние на свойства почв и структуру почвенного покрова. Составлены функции принадлежности, позволяющие переходить к количественной оценке доли почв разной степени смытости в пределах изученной территории.
В ходе исследования выявлено, что на исследуемой территории доминирующее положение в структуре почвенного покрова занимают слабоэродированные почвенные комбинаций.
Данный метод нуждается в дальнейшей разработке подхода, верификации модели и уточнение входных параметров. После исправления неточностей будет возможен прогноз дальнейшего развития территории при сохранении существующей системы сельскохозяйственного использования и разработка адаптивно-ландшафтной системы земледелия, в рамках которой минимизируются эрозионные процессы.
Работа выполнена в рамках проекта РФФИ №18-35-20011 мол а вед
УДК 581.132.1
Библиографический список
1. Ларионов Г.А. Эрозия и дефляция почв: основные закономерности и количественные оценки.
— Издательство МГУ Москва, 1993. — 200 с.
2. Научные основы предотвращения деградации почв (земель) сельскохозяйственных угодий России и формирования систем воспроизводства их плодородия в адаптивно-ландшафтном земледелии: Т. 1. Теоретические и методические основы предотвращения деградации почв (земель) сельскохозяйственных угодий. Коллективная монография / Под ред. А.Л. Иванова. - М.: Почв. Инт имени В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 2013. -С. 227-228
3. Общесоюзная инструкция по почвенным обследованиям и составлению крупномасштабных почвенных карт землепользований / Под ред. Т.А. Ищенко. - М.: «Колос» - 1973. - 95 с.
4. Сорокина Н.П., Козлов Д.Н., Кузнецова И.В. Оценка постагрогенной трансформации дерново-подзолистых почв: картографическое и аналитическое обоснование // Почвоведение. — 2013.
— № 10. — С. 1193-1205.
5. Физико-географическое районирование СССР (характеристика региональных единиц) / Под ред. Н.А Гвоздецкого. - М.: Издательство Московского университета, 1968 - 578 с.
6. Notebaert, B., Verstraeten G., Govers G. WaTEM / SEDEM version Manual. - 2006. - 29 с.
Ю.В. Хотяновская Yu.V. Khotyanovskaya
Пермский государственный национальный Perm State University
исследовательский университет 15, Bukireva st., Perm, 614990
614990, Пермь, Букирева, 15
e-mail: 89082412863@yandex.ru
ОЦЕНКА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПРИ НЕФТЕДОБЫЧЕ
НА ЮГО-ВОСТОКЕ ПЕРМСКОГО КРАЯ
В рамках экосистемного исследования проблемной территории на юго-востоке Пермского края проведена оценка физиологического состояния различных видов растительности с помощью метода регистрации относительного показателя замедленной флуоресценции (ОПЗФ) хлорофилла. Ключевые слова: замедленная флуоресценция хлорофилла, нефтедобыча.
© Хотяновская Ю.В., 2018
ESTIMATION OF THE PHYSIOLOGICAL CONDITION OF VEGETATION IN OIL PRODUCTION
IN THE SOUTHEAST OF THE PERM REGION
As part of the ecosystem study of the problem area in the southeast of the Perm region, the physiological state of various types of vegetation was assessed using the method of registration of the relative index of slow chlorophyll fluorescence.
Key words: chlorophyll fluorescence, oil production
Одним из типичных факторов загрязнения окружающей среды, в том числе почвы, являются нефть и нефтепродукты. Они оказывают негативное влияние на живые организмы, в первую очередь, на сосудистые растения. Растения являются основой любого биогеоценоза, и поэтому отклонения биохимических, физиологических реакций растений, весьма чувствительных к изменению условий среды, могут служить индикатором ее состояния [2, 4].
С помощью биологических методов возможно получение экспресс-информации состояния живых организмов, их физиологического состояния. Имеется в виду информация, которая позволила бы уже на ранних этапах диагностировать изменение клеточного метаболизма под влиянием внешних факторов. Принципиально важно получить эту информацию задолго до того, как результат внешних воздействий на организмы проявится в видимых признаках [1].
Широкое распространение в экологических исследованиях получили методы измерения параметров фотосинтетического аппарата растений. Один из таких методов - регистрация у растительных объектов (хлоропласты, водоросли, хвоя и листья растений, лишайники) различных параметров флуоресценции хлорофилла [3, 5, 7].
В данной работе был использован метод регистрации относительного показателя замедленной флуоресценции (ОПЗФ) хлорофилла. Явление замедленной флуоресценции состоит в том, что после светового возбуждения в фотосинтезирующих клетках наблюдается слабое, длительно затухающее свечение, испускаемое хлорофиллом [8]. Это свечение возникает уже после прекращения быстрой флуоресценции за счет энергии, выделяемой в ходе темновых реакций первичных фотопродуктов фотосинтеза в реакционных центрах. Принцип регистрации показателя заключается в том, что
измерение свечения каждого образца проводится для двух заранее установленных световых и временных режимов, условно обозначенные как «режим высокого света» и «режим низкого света» [5].
Для измерения относительного показателя замедленной флуоресценции использовалось специализированное оборудование - флуориметр «Фотон-10». С его помощью возможно проведение как лабораторных, так и полевых исследований.
В данной работе флуоресцентный метод биологической оценки загрязнения окружающей среды был применен в работе с хвоей ели сибирской (Picea obovata), а также с листьями крапивы двудомной (Urtica dioica), гравилата речного (Geum rivale) и мать-и-мачехи (Tussilago farfara).
Отбор образцов и проведение измерений проводились согласно «Методике регистрации замедленной флуоресценции хлорофилла при биоиндикации загрязнения воздушной среды на хвойных» [6]. Для других растений измерялись только некоторые параметры прибора -чувствительность и усиление.
Относительный показатель флуоресценции хлорофилла (ОПЗФ) хвои ели сибирской определен на 5 отдельных пробных площадках (I II I). Результаты измерения флуоресценции хлорофилла хвои представлены в таблице 1. Значения ОПЗФ хвои на пробных площадках проблемной территории изменяются от 3,91 до 4,95. На фоновых площадках показатель изменяется незначительно и в среднем составляет 4,47.
Наименьшее значение показателя флуоресценции хлорофилла хвои ели сибирской отмечено на I II I №2 (родник 2, выход загрязненных вод) и составляет 3,91, что соответствует отклонению от фона на 13%. Такое изменение не является существенным и характеризует состояние древесной растительности как удовлетворительное.
Таблица 1
Относительный показатель флуоресценции хлорофилла (ОПЗФ) хвои ели сибирской
Номер площадки ПП 3 ПП 15 ПП 2 ПП 5 ПП 8
Площадка/фон площадка фон площадка фон площадка фон площадка фон фон фон
Количество значений 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
Среднее ОПЗФ 4,83 4,95 4,42 4,33 3,91 4,46 4,48 4,30 4,42 4,38
Стандартное отклонение 0,18 0,22 0,14 0,21 0,25 0,24 0,50 0,21 0,15 0,13
Ошибка среднего 0,03 0,04 0,03 0,04 0,05 0,04 0,09 0,04 0,03 0,02
Означение
распределения 2,05 2,05 2,05 2,05 2,05 2,05 2,05 2,05 2,05 2,05
Стьюдента (95%)
Оценка среднего 0,07 0,08 0,05 0,08 0,09 0,09 0,19 0,08 0,05 0,05
На ПП №3 (родник 3, выход загрязненных вод), пределах от 2,04 до 1,66 (таблица 2) на ПП №3 и
№5 (восходящие грифоны, выход загрязненных вод), №15. На фоновых площадках показатель в среднем
№15 (загрязненное болото) значение ОПЗФ хвои ели составляет 1,95, вблизи источников загрязнения -
сибирской отклоняется меньше, чем на 10% 1,68. Такое значение соответствует отклонению от
относительно фоновых деревьев. фона на 14%, что не является существенным.
Относительный показатель флуоресценции хлорофилла листьев мать-и-мачехи изменяется в
Таблица 2
Площадка ПП 3 ПП 3 ПП 2 ПП 2 ПП 15 ПП 15 ПП 3 ПП 4 ПП 14 ПП 15
Вид растений мать-и-мачеха мать-и-мачеха гравилат речной крапива двудомная
(фон) (фон) (фон)
Количество значений 30 30 30 30 30 30 15 15 15 15
Среднее ОПЗФ 1,7 2,04 1,66 1,86 1,66 2,26 3,18 2,10 4,69 7,33
Стандартное отклонение 0,35 0,24 0,34 0,36 0,30 0,37 0,52 0,13 0,66 4,15
Ошибка среднего 0,06 0,04 0,06 0,07 0,06 0,07 0,13 0,03 0,17 1,07
Означение распределени я Стьюдента (95%) 2,05 2,05 2,05 2,05 2,05 2,05 2,14 2,14 2,14 2,14
Оценка среднего 0,13 0,09 0,13 0,13 0,11 0,14 0,29 0,07 0,37 2,30
Относительный показатель флуоресценции хлорофилла листьев гравилата речного изменяется в пределах от 1,66 до 2,26 на ПП №2. Значение ОПЗФ вблизи источника загрязнения меньше на 27% относительно фона, что является существенным и характеризует необратимые изменения
физиологического состояния растений.
Результаты измерений замедленной
флуоресценции хлорофилла листьев крапивы двудомной показали большие вариации состояния ассимиляционных органов. Значение ОПЗФ изменяется от 2,1 до 7,3. При среднем показателе на фоновых площадках 3,39 наибольшее отклонение в 2,2 раза отмечено в двудомнокрапивно-снытевом биотопе (ПП №15) вблизи загрязненной карстовой воронки в виде увеличения показателя. Такой результат свидетельствует о повышении продуктивности данного вида как защитное действие от стрессового фактора.
Таким образом, результаты оценки физиологического состояния ассимиляционных органов растений показали незначительные отклонения от фона большинства видов. Отмечено существенное повышение фотосинтетической активности крапивы двудомной рядом с загрязненной карстовой воронкой (ПП №15) и снижение активности гравилата речного вблизи выхода загрязненных вод (ПП №2).
Данный метод позволяет оперативно определить состояние растений, а также сделать вывод о воздействии нефти и нефтепродуктов на фитоценоз в районе исследования.
Библиографический список
1. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / под ред. О.П. Мелеховой и Е.И. Сарапульцевой. - 3-е изд., стер. -М.: Издательский центр «Академия», 2010. - 288 с.
2. Бузмаков С.А. Антропогенная трансформация природной среды / С.А. Бузмаков // Географический вестник. Пермь, 2012. - №4 (32). - С. 46-50.
3. Бузмаков С.А., Андреев Д.Н., Хотяновская Ю.В., Дзюба Е.А. Экологическая диагностика антропогенной трансформации экосистем // Теория и методы исследования в естественных науках. Сборник научных статей по материалам Международной научно-практической конференции. Главный редактор И.С. Копылов. 2016. С. 171-178.
4. Бузмаков С.А., Воронов Г.А. Основные подходы в определении качества окружающей среды // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18. № 2-2. С. 587-590.
5. Григорьев Ю.С. Флуоресценция хлорофилла в биоиндикации загрязнения воздушной среды // Вестник Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ). 2005, Т. 10, №4. С. 77-91.
6. Григорьев Ю.С., Андреев Д.Н. К вопросу о методике регистрации замедленной флуоресценции хлорофилла при биоиндикации загрязнения воздушной среды на хвойных // Естественные науки. № 2 (39), 2012. С. 36-39.
7. Лукаткин А.С., Ревин В.В., Башмаков Д.И., Кренделева Т.Е., Антал Т.К., Рубин А.Б. Экологическая оценка состояния древесных растений г. Саранска по флуоресценции хлорофилла //
Поволжский экологический журнал. 2011, № 1. С. 8792.
8. Рубин А.Б. Биофизические методы в экологическом мониторинге // Соросовский образовательный журнал. 2000, №4. С. 7-13.
УДК 630 (470.53)
А.А. Щелчкова A.A. Shelchkova
Пермский государственный национальный Perm State University
исследовательский университет 15, Bukireva st., Perm, 614990
614990, Пермь, Букирева, 15
e-mail: shelchkova.alena@yandex.ru
ПРИРОДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИРЕНСКОГО КАРСТОВОГО РАЙОНА
В статье рассматриваются природная характеристика Иренского карстового района на территории Пермского края.
Ключевые слова: проблемы карст; Иренский карстовый район; Пермский край.
NATURAL FEATURE IRANSKOGO KARST AREA
The article deals with the natural characteristics of the Irene karst area in the Perm region. Key words: problems of karst; karst Irenski district; Perm Krai.
Иренский карстовый район занимает правобережную часть бассейна р. Ирень. С востока он ограничен карбонатными породами филипповского горизонта кунгурского яруса. Западная граница проводится но левобережью р. Ирени, где иренский горизонт погружается на запад и перекрывается Соликамским, а затем терригенным шешминским горизонтом. На севере за границу с Нижнесылвинским карстовым районом условно принимается широтный отрезок р. Ирени (рис. 1) [2].
В административном отношении Иренский карстовый район находиться на территории Уинского, Ординского, Кунгурского, Октябрьского муниципальных районов[1].
Рельеф. Территория Иренского карстового района относится к Предуральской возвышенно-всхолмленной расчлененной долинами рек, озерами и логами. Своеобразной отличительной чертой рельефа района является широкое распространение карстовых форм, представленных впадинами и воронками блюдцеобразной и конусообразной формы величиной до 100 м и глубиной до 15 м. Зачастую в нижней части воронок наблюдаются поноры, сообщающиеся с подземными полостями, часть впадин превращены в карстовые озера. В крутых склонах речных долин встречаются устья пещер различной протяженности [1].
Климат. В природно - климатическом отношении район расположен в южной зоне, которая характеризуется как теплая, незначительно засушливая. Среднегодовая температура воздуха составляет + 1,3°С. Самым теплым месяцем является июль (+17,8°С), самым холодным - январь (-15,6°С). Средняя продолжительность периода с отрицательными температурами составляет 168 дней и продолжительность безморозного периода 113
© Щелчкова А.А., 2018
дней; первый мороз в среднем бывает 17 сентября и последний - 26 мая.
Средняя глубина промерзания грунтов, фиксируемая по скважинам, пробуренным в конце зимнего периода, колеблется около 0,81 м. на интенсивно закарстованных участках, где распределение снегового покрова отличается неравномерностью, глубина промерзания от 0 до 0,5м. Снежный покров является хорошей защитой растений от вымерзания. Высота снега более 40 см уже достаточна для предохранения посевов. В Кунгурском районе средняя высота снежного покрова на полях составляет 50-60 см, но из-за ветров и метелей она неравномерна [1].
Почвы. Территория района сложена разнообразными материнскими породами. Это лессовидные покровные глины и суглинки; элювий пермских глин и известняков; современные аллювиальные и делювиальные отложения. Территория Иренского карстового района в основном расположена в зоне Кунгурской лесостепи, где зональными являются серые лесные почвы и черноземы [1].
Геологические условия развития карста. Район расположен на восточной окраине ВосточноЕвропейской платформы[1]. Он находится на границе двух крупных структур: Башкирского свода и Бымско-Кунгурской впадины, осложненных средними и мелкими структурами[1]. Зона активного водообмена и карстообразовапия слагается породами кунгурского яруса. В основании залегает филипповский горизонт плитчатых доломитов, нередко нзвест ковистых, оолитовых, прослоями мелоподобпых, местами кавернозных. Каверны заполнены гипсом и ангидритом. Большей частью они мелкие, но отдельные достигают 5 см. Доломиты обнажаются в верховьях долин рек Медянки, малого Телеса, Ария мощность горизонта 40—90 м[2].
