CC BY
26
УДК 631.4
Кулижский С.П., Родикова А.В., Попова С.В.
Национальный исследовательский Томский государственный университет, г Томск, Россия Е-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]
ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ В КОНТАКТНЫХ ЗОНАХ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ И АКВАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ШИРИНСКОЙ СТЕПИ
Разнообразие условий формирования почв Ширинской степи Чулымо-Енисейской котловины Минусинской межгорной впадины в условиях расчлененного рельефа и наличия существенного количества непроточных озер обусловливает пестроту почвенного покрова территории, что усложняет возможности их использования и методы охраны.
Подчиненные позиции оказываются в условиях дополнительного притока влаги и веществ, усиленных, к тому же, эрозионными процессами на антропогенно-измененных участках водоразделов. Немаловажным моментом является то, что вокруг водоемов, в контактных зонах территориальных и аквальных комплексов, происходят наиболее активные экзодинамические процессы: абразия, заиливание, заболачивание, засоление, наблюдается смена типов химизма почв при циклических изменениях ее режимов. Такие своеобразные условия не могут не отразиться на свойствах приозерных почв, в том числе - солончаков, являющихся «зеркалом», отражающим условия окружающей среды. Разрезы расположены в ландшафтной микрозоне, прилегающей к урезу воды и представлены первичными, первичными стратифицированными, а также типичными и соровыми солончаками. Объекты характеризуются преобладанием в составе хлоридов и/или сульфатов, местами - с участием соды. Легкорастворимые соединения представлены галитом, тенардитом и астраханитом. Наличие гипса не дает развиваться солонцовому процессу в почвах, относительно удаленных от акватории озера.
Результаты исследований демонстрируют широкую вариативность значений базовых параметров и свойств солончаков, что определено целым комплексом локальных факторов почвообразования, таких, к примеру, как: крутизна и форма окружающих склонов, экспозиция, направление ветра, пестрота почвообразующих пород, свойства стратифицированного материала, размеры водоема, его расположение и многие другие.
Ключевые слова: солончаки, приозерные почвы, Ширинская степь, Хакасия.
Ширинская степь, расположенная в пределах Чулымо-Енисейской котловины Минусинской межгорной впадины, характеризуется существенным количеством озер различной степени минерализации [1]. В контактных зонах территориальных и аквальных комплексов образуются почвы уникальные по свойствам и функционированию, именно там происходят наиболее активные экзодинамические процессы: абразия, заиливание, заболачивание, засоление, встречается смена типов химизма почв при изменении влажности (их переход из болотного ряда в лугово-болотный, луговой и т.д.). Этот факт обусловливает формирование микрокольцевых ареалов своеобразных полу-гидроморфных и гидроморфных почвенных систем, и одними из наиболее интересных являются солончаки, в географо-генетическом отношении близкородственные к аналогичным образованиям озерных котловин Казахстана, Кулунды и Барабы [5], [13].
Исследуемые объекты сформированы в непосредственной близости от водного зеркала водоемов Красное озерко (два разреза) и Шира (три разреза), что обусловливает их гидромор-
физм. Временная динамика площадей акваторий (сезонная, многолетняя), определяет периоды изменений уровня подземных (озерных) вод и, следовательно, вариативность условий формирования прибрежных систем, полихронных и гетерогенных. Для изучения были выбраны участки, примыкающие к урезу воды, а также на некотором удалении, в пределах озерных террас, где, в целом, сформированы первичные, первичные стратифицированные солончаки, а также типичные и соровые. Анализ почвенных образцов производился по общепринятым в почвоведении методам и методикам. Минеральный состав был определен методом рент-геноструктурного анализа на рентгеновском дифрактометре XPertPRO (PANalytical) в центре коллективного пользования «Аналитический центр геохимии природных систем» Томского государственного университета (М.О. Хрущева, Т. С. Небера).
На постаквальных и прилегающих к ним территориях располагаются относительно молодые образования, небольшой мощности, часто слоистые, как легкого, так и тяжелого гранулометрического состава. При удалении
от акватории мощность профилей увеличивается. Исследуемые объекты отнесены к супесчаной, песчаной, легко- и среднесуглинистой разновидностям. В зависимости от крупности фракций находятся другие физические свойства почв, например, такие как воздухопроницаемость и влагопроницаемость, которые определяют аэрируемость, и соответственно, интенсивность оглеения толщи, в связи с чем явные признаки наличия восстановленных форм железа морфологически проявляются только в двух разрезах.
Изучаемые почвы имеют непосредственную связь с водами озер, являющихся основными поставщиками легкорастворимых солей и имеющих в преобладающем количестве хлорид натрия и сульфат магния [1]. В процессе прохождения через почвенную толщу состав влаги модифицируется и дифференцируется в зависимости вариативности свойств горизонтов профиля, метеорологических условий и прочих факторов, в связи с чем исследуемые объекты характеризуются достаточно широким разнообразием типов засоления: хлоридно-содовый, содово-хлоридный, хлоридно-сульфатный и сульфатный. В минералогическом составе растворимой части одного из исследуемых солончаков (разрез 1, Красное озерко) выявлены тенардит (№^04), галит (№С1), что характерно в целом для засоленных почв и участков побережий озер [8], [12], астраханит (Na2Mg[S04]2•4H20), а также взвесь каолинита и кварца (рис. 1).
Максимум солей (от 2,00 до 7,08%) в солончаках обозначенных озерных котловин приурочен к поверхностным горизонтам, что позволяет отнести их к классическим профилям солончаков, встречающихся во всем мире [7], [9], [10], [14], однако, встречаются объекты с двумя пиками накопления водорастворимых соединений. Кроме того, в одном из почвенных тел, наибольшая концентрация легкорастворимых хлоридов и сульфатов смещена на некоторую глубину и характерна для толщи 20-30 см (3,04%). Подобные солончаки названы В. А. Ковдой [4] подпочвенными (согласно WRB - глубинные [15, с. 34]). Они характеризуются пресными верхними горизонтами (в нашем случае - 0,9%) и накоплением солей на определенных глубинах, приуроченных к поднятию капиллярной каймы. По его мнению, возникновение подобных объектов происходит в случае залегания грунтовых вод ниже их критической глубины, при этом, как указывает автор, на поздних стадиях развития в солевом составе начинают преобладать сульфаты за счет накопления гипса, что и наблюдается в исследуемом профиле (6,52% S042"в средней его части). Аккумуляция сернокислого кальция не дает развиваться солонцовому процессу.
Содержание органического углерода в горизонтах варьирует в широких пределах: от 0,48% до 2,32%. Такой разброс, при наличии разреженного галофитного растительного покрова, вынуждает обращать внимание на локальные местные условия формирования почв. Дополнительными источниками органики,
Рисунок 1 - Рентгенограмма растворимой составляющей образца поверхностного горизонта (0-7 см) типичного солончака (разрез 1), Красное озерко
Кулижский С.П. и др.
Почвообразование в контактных зонах территориальных...
вероятно, являются озерные воды сезонных разливов, содержащие органические взвеси (заиливание), а также вещества, привнесенные с окружающих озера склонов, распаханных, и, соответственно, подвергающихся эрозионным и склоновым процессам, широко распространенным на водораздельных пространствах [2], [6], что подтверждает присутствующий в одном из профилей погребенный горизонт со вторым максимумом.
Значения рН водной вытяжки колеблются от 7,0 до 8,0 единиц. Щелочная реакция обусловлена, как наличием соды в профиле, так и значениями СО2 карбонатов. Все исследуемые солончаки содержат соли угольной кислоты и вскипают с поверхности. Преобладающие значения (1,5-7,6% СО2) могут быть приурочены и к поверхностным горизонтам, и к погребенному, и к нижним слоям, что обусловлено особенностями формирования и свойств каждого из исследуемых профилей. Формы этих новообразований, как правило, представляют собой мелкие кристаллы (мучнистая известь).
Среди поглощенных катионов, как правило, преобладает магний, что характерно для почв исследуемой территории [3], [11]. Емкость ка-тионного обмена варьирует в зависимости от содержания илистой фракции и органического
углерода и характеризуется значениями от 1012 до 32 мг-экв/100 г почв.
Таким образом, в пределах исследуемых контактных зон территориальных и аквальных комплексов Ширинской степи рассмотрены солончаки, находящиеся на различных стадиях развития: первичные, первичные стратифицированные солончаки, а также типичные и соровые. Дифференциация профиля исследуемых почв, как правило, связана с активными экзодинамическими процессами, характерными для прибрежных микрозон парадинамических комплексов. Для горизонтов максимального скопления солей свойственны характерные минералы типа тенардита и галита. Свойства изучаемых природных тел, к примеру, такие как химизм засоления, содержание органического углерода, гранулометрический состав и другие весьма вариабельны и зависят от местных условий в каждом конкретном случае. При аналитической обработке данных необходимо учитывать комплекс локальных факторов почвообразования, таких, к примеру, как: крутизна окружающих склонов, экспозиция, направление ветра, пестрота почвообразующих пород, свойства стратифицированного материала и многие другие.
21.09.2017
Список литературы:
1. Водные ресурсы Ширинского района республики Хакасия / Под ред. В.П. Парначева. - Томск: Изд-во Томского ун-та, 1999. -171 с.
2. Каллас Е.В., Соловьева Т.П. Свойства степных почв Средней Сибири и проблемы их деградации // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2015. - №3. - С. 164-170.
3. Каллас Е.В., Соловьева Т.П., Танзыбаев М.Г. Почвы озерных котловин Чулымо-Енисейской впадины / Вопросы географии Сибири: сб. ст. - Томск: ТГУ 2001. - С. 189-200.
4. Ковда В .А. Солончаки и солонцы. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1937. - 237 с.
5. Смоленцева Е.Н. Почвообразование на постаквальных территориях в степном биоме Западной Сибири / Отражение био-, гео-, антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове: сб. материалов V Международной науч. конф., посвящ. 85-летию кафедры почвоведения и экологии почв ТГУ (7-11 сентября 2015 г., г. Томск, Россия) / под. ред. С.П. Кулижского (отв. ред), Е.В. Каллас, А.В. Родиковой, Т.А. Новокрещенных. - Томск: Издательский Дом Томского государственного университета, 2015. - С. 104-108.
6. Экологические проблемы Ширинского района (республика Хакасия) / Н.А Макаренко, В.П. Парначев, М.Г. Танзыбаев и др. / Вопросы географии Сибири: сб. ст. - Томск, 1999. - С. 279-290.
7. Ahmad Salih Muhaimeed Soil Resourses of Iraq [El. resource] // Soil Resources of Mediterranean and Caucasus Countries. - European Comission. Publications of the European Communities. - Luxembourg. - 2013. - P. 98-112. URL: http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/ ESDB_Archive/eusoils_docs/other/EUR25988EN.pdf
8. Arkhipov A.L., Ivanova M. O., Tishin P. A. Zonality and mineral association of modern evaporates in the South-Minusinsk basin by the example of Тaloe lake and Ak-Kol lake (Khakassia Republic) //15th International Multidisciplinary Scientific Geoconference SGEM 2015. Sofia, Bulgaria, 2015. - Volume I. - Geology, Mineral processing, oil and gas exploration. - P. 537-542.
9. Bridges E.M., Burnham C.P. Soils of the State of Bahrain [El. resource]. - Wageningen University & Research. - URL: http://library. wur.nl/isric/fulltext/isricu_i4629_001.pdf
10. Bashir Nwer Soil resources in Libya (National Report) [El. resource] // Soil Resources of Mediterranean and Caucasus Countries. -European Comission. - Publications of the European Communities, Luxembourg. - 2013. - P. 175-188. URL: http://eusoils.jrc. ec.europa.eu/ESDB_Archive/eusoils_docs/other/EUR25988EN.pdf
11. Kulizhskii S.P., Rodikova A.V., Shamshaeva V.F. Lake Shira: mikrozonality of the soil cover of lake depressions in the Shira steppe // Contemporary Problems of Ecology. - 2009. - Vol. 2. - №2. - Р. 103-108.
12. Lebedeva-Verba M., Chizhikova N., Lebedev M. Mineralogical and Micromorphological Investigations of Solt Accumulations in Solonchak of Uzbekistan [El. resource] // Journal of Arid Land Studies. - 2015. - Vol. 25. - №3. - P. 249-251. URL: https://www. jstage.jst.go.jp/article/jals/25/3/25_249/_article
13. Lebedeva (Verba) M.P., Lopukhina O.V., Kalinina N.V. Specificity of the Chemical and Mineralogical Composition of Salts in Solonchak Playas and Lakes of the Kulunda Steppe // Eurasian Soil Science. - 2008. - Vol. 41. - №. 4. - P. 416-428. DOI: 10.1134/ S106422930804008X
14. Crouvi1 O., Zaidenberg R., Shapiro M. Soil Resources of Israel [El. resource] // Soil Resources of Mediterranean and Caucasus Countries. - European Comission. - Publications of the European Communities, Luxembourg. - 2013. - P. 114-132. URL: http:// eusoils.jrc.ec.europa.eu/ESDB_Archive/eusoils_docs/other/EUR25988EN.pdf
15. World reference base for soil resources 2006. A framework for international classification, correlation and communication / Food and Agriculture Organization of the United Nations. - Rome, 2006. - 130 p.
Сведения об авторах:
Кулижский Сергей Павлинович, проректор по социальной работе, заведующий кафедрой почвоведения и экологии почв биологического института Национального исследовательского Томского государственного университета, доктор биологических наук, профессор E-mail: [email protected]
Родикова Анна Викторовна, доцент кафедры почвоведения и экологии почв биологического института Национального исследовательского Томского государственного университета,
кандидат биологических наук E-mail: [email protected]
Попова Светлана Викторовна, магистрант второго года обучения кафедры почвоведения и экологии почв биологического института Национального исследовательского Томского государственного университета,
E-mail: [email protected]
634041 Томск, пр. Ленина, НИ ТГУ, ауд. 36, 138, тел. (3822)534 866
