CC BY
43
УДК 631.4
С.Н. Балыкин, канд. биол. наук., н.с. ИВЭП СО РАН, г. Барнаул
М.В. Ключников, канд. сельхоз. наук., начальник управления лесами Алтайского края, г. Барнаул
ПОЧВЫ ЛИСТВЕННИЧНЫХ ЛЕСОВ ГОРНОГО АЛТАЯ
Исследованы основные типы почв лиственничных лесов Горного химические и физико-химические свойства.
Ключевые слова: почв.
В Горном Алтае распространены лиственничные леса, ведущей породой которых является лиственница сибирская (Ьаг1х В1Ыг1са). Формации лиственничного леса отличаются чрезвычайно широким ареалом их распространения. Связано это с физиологическими особенностями лиственницы. Исследования показывают, что этот вид имеет целый ряд специфических адаптационных механизмов. К ним относятся: высокая интенсивность фотосинтеза в условиях достаточного освещения и короткого периода вегетации, наиболее эффективная система терморегуляции фотосинтетичес-кого аппарата, энергичная транспирация влаги на холодных почвах, способность формировать мощный ассимиляционный аппарат при минимальных затратах энергии на питание, интенсивное развитие поверхностной корневой системы и придаточных корней на мерзлоте, преимущественное развитие и продолжительное (до 100 лет) функционирование брахибластов, повышенная камбиальная активность корней, высокая интенсивность роста (Сочава, 1956, Банникова и др., 1999, Суворова и др., 1999). Л.Н. Тюлина характеризует лиственницу как наиболее выносливую породу по отношению к климатическим крайностям из всех хвойных пород (Усольцев, 2001).
Почвенный покров лиственничных лесов благодаря высокой толерантности вида к факторам окружающей среды характеризуется большим разнообразием. Широкое распространение парковых лиственничников в Центральном Алтае с хорошо развитым травянистым покровом обусловливает формирование под их пологом специфических горно-лесных черноземовидных почв. Благодаря доминированию дерновинных злаков в составе трав ведущим почвенным мезопроцессом является дерновый (Почвы..., 1973, Пузанов, 1990, Балыкин, 2004).
Примером морфологического строения черноземовидных почв может служить разрез, выполненный в долине реки Туэкта (Семинский хребет) в нижней части склона юго-западной экспозиции. Высота над уровнем моря около 1300 м.
Почва горно-лесная черноземовидная выщелоченная мощная суглинистая на суглинисто-щебнистом элювио-делювии.
А0 0-1,5 Прошлогодний опад: хвоя, бурый, сред-
ней степени разложения, влажный.
Ад 1,5-9 Серый, творожистый, влажный, сугли-
нистый, рыхлый, переход ясный по отделению дернины.
А 9-32 Серый, зернисто-творожистый, сугли-
нистый, свежий, обилие корней, переход постепенный по цвету, структуре, влажный.
АВ 32-49 Темно-серый, творожисто-зернистый,
редко мелкий щебень, переход постепенный, свежий, суглинистый.
В1 49-62 Серо-бурый, неоднородно окрашен, тя-
желосуглинистый, уплотнен, свежий,
Алтая. Изучены их морфологические, физические,
комковато-ореховатый, корни растений, переход постепенный.
В2к 62-76 Бурый, неоднородно окрашен, легко-
суглинистый, переход постепенный, свежий, ореховато-комковатый.
ВСк 76-94 Светло-бурый, легкий суглинок, мел-
кий щебень, горизонт максимального вскипания карбонатов, редкие корни, практически сухой.
Ск 94-120 и 1 Светло-бурый, супесь с включением
мелкого щебня, свежий, бесструктурный.
Черноземовидные почвы отличает серая и темносерая окраска и зернистая структура гумусовых горизонтов, а так же хорошо развитый дерновый горизонт. Характер опада, благоприятные гидротермические условия обусловливают практически полное разложение растительных остатков. Поэтому формирование подстилки на поверхности этих почв не происходит либо выражено очень слабо.
Черноземовидные почвы характеризуются высокими содержанием гумуса (до 20,0% в верхней части профиля) и емкостью катионного обмена (в среднем до
50,0-60,0 мг-экв/100 г. в гумусовых горизонтах) (табл.).
Реакция среды слабокислая или нейтральная. Смещение рН в щелочную сторону (до 8,0-8,4), связанное с присутствием карбонатов (до 16,0% и более), наблюдается в слабо выщелоченных и карбонатных подтипах.
В юго-восточной части Горного Алтая под лиственничными лесами распространены таежные почвы. Значительное влияние на формирование этих почв оказывают мерзлотные процессы (Мерзляков, 2007). Трансформация растительных остатков протекает здесь очень слабо, что обусловливает их накопление в виде органогенных горизонтов различной степени разложения. В профиле (смотри ниже), заложенном в долине реки Джазатор (Южно-Чуйский хребет, высота около 2200 м над уровнем моря), на склоне юго-восточной экспозиции мощность органогенных горизонтов достигает 8 см.
Почва: горно-таежная торфянисто-перегнойная легкосуглинистая на супесчаных валунно-галеч-никовых моренных отложениям.
А0 0-2 Хвоя, остатки травянистых растений
слабой степени разложения.
Атп 2-8 Темно-серый с бурым оттенком, про-
слойка углей, корни, влажный, переход ясный, средней и высокой степени разложения.
А 8-14 Серый с желтым, мелкокомковато-поро-
ховатый, легкосуглинистый, корни, слабо окатанная галька до 5-8 см в диаметре, угли, переход постепенный, граница неровная, рыхлый, свежий.
В1 14-28 Серо-желтый с белесоватым оттенком,
комковатый, корни, угли, плохо окатан-
ная галька, супесчаный, плотный, граница неровная, свежий, переход постепенный.
В2 28-40 Серо-желтый, бурые
пленки по граням агрегатов, комковатый, супесь, слабо окатанная галька >60 %, свежий, переход постепенный.
ВС 40-60 Серо-желтый, встре-
чаются валуны, структура выражена слабо, плотный, свежий, переход заметный.
СО 60-90 Темнее, сильновы-
ветрелая галька, мелкозема практически нет.
Таблица
Статистические параметры распределения показателей физико-химических свойств в горно-лесных черноземовидных почвах Алтая
pH, rvwv>i Ил Фн і, глннз f:ko
I Ориздит % мг-эк&'ЧООг
г±Лг С,- T±Sx c X ± ,Vr C, jr і Лиг C, C.
Lin г Lim Lim Lin і Lim
А, 6,0 ±0,2 io,j; 1 5,4 ± 1,5 2S,S 10,1 ± 1,4 43,1 34,4 ±4,0 35,0 50,6 ±3,6 ІК.У
5,2-7,J 9,2-22,1 5,5 — 1 S.6 19,2-53.4 ЗЗ.а-65,8
А 5.410.2 1 LI 30,6 I5.8±L0 28.1 34.611.8 21,0 36.0123 25,9
4,9-7Т7 4,5 -13,3 7,0-23^ 26,9 - 55.2 22,5-59,2
Art 6.01Û.3 11,0 5,05:0,3 .Ш,7 22,9 ±1,4 19. К 50,01 IB 11,3 33,4 1 3,2 26,Ñ
5,2 - s.u 3,3-7 J іад-.t.g 4*5 - >9,9 ¿1,2 - 4¡t,y
В 6,7 ± tu 15,4 1,7 ± 03 «,4 24,4 ±1,9 30.5 50,B±2J 18,5 24,7 + 2,4 31,5
í,4 - м 0,i - 3,6 12*0-38,0 11,6-w
ВС 7,1 ±0,4 13,7 0,6 ±0,2 Ы.П 24.9 ± 1,7 20,6 4i>,6 ± 2.6 16,7 22,>±3,2 34,7
v¡-iu 0^3-l^ 1 IJb - „44,2 -6 1,(1 13,7-,Я6,К
7.9 + <U 6,1 0,5 ±0.2 71,2 18,3 ±3,8 41.5 41.0+4.0 22,0 22,317.3 56,4
L 7.4-S.4 0.7 - ГІ.9 11,6-29.2 ÎÏ.2-S4.9 14.S- 16 .И
] I рнисч lin и к: я Lpu.ü нан прнфыстншжн. о *
tOieíiriHt, Су - д а рни llh н, %.
UIIIHUKH ІфСДНЕН, 1,1 [fl 111 ! ^ I.L! JI hl
Постепенное оттаивание в теплый период, а так же склоновое местоположение профиля препятствуют глубокому проникновению гумусовых веществ. Содержание гумуса в А-горизонте составляет 3,0-4,0% . рН водного раствора в профиле возрастает от 6,0 до 8,0 и 9,0. Максимально высокие значения отмечены в почвообразующей и подстилающей породах. Такая реакция среды связана с формированием этих почв на карбонатных породах (содержание карбонатов в почвообразующих и подстилающих породах изменяется от 4,0 до 40,0%). Варьирование значений рН обусловлено выщелачиванием оснований из верхних горизонтов с латеральным и радиальным стоком. Естественно, что наиболее высокая емкость катионного обмена (50,0-70,0 мг-экв. / 100 г почвы) характерна для органогенных горизонтов этих почв. Распределение гранулометрических фракций ила и физической глины элювиальноиллювиальное с максимумом в В-горизонтах.
Под лиственничными лесами развиваются так же интразональные дерновые почвы, отличительной чертой которых является, как и для черноземовидных почв, активное протекание в них гумусообразования и дернового процессов. Морфология этих почв представлена ниже.
Почва: горно-лесная дерновая легкосуглинистая на элювио-делювии хлоритовых сланцев. Отроги Ануйского хребта, склон юго-западной экспозиции, высота около 1500 м над уровнем моря
Ад 0-5 Буровато-серый, влажный, уплотнен, включения щебня, переход ясный по отделению дернины, комковатый, легкий суглинок.
А 5-12 Серый с бурым оттенком, комковатый,
защебненность до 50 %, обилие корней, переход ясный, свежий, легкий суглинок.
АО 12-20 Серый с белесоватым оттенком, защеб-
ненность до 90 %, свежий.
Содержание гумуса в дерновом горизонте достигает 15,0%. При этом емкость катионного обмена равна
40,0-50,0 мг-экв./100 г почвы. Внутрипрофильное распределение ила и физической глины равномерное. Реакция среды слабокисло-нейтральная. Включение в состав древостоя лиственничных лесов других пород находит свое отражение в характере почвенного покрова. Так под кедрово-лиственничными лесами Центрального Алтая развиваются горно-лесные бурые почвы. Под лиственничными лесами с примесью лиственных пород — горно-лесные серые.
Лиственничные леса Горного Алтая играют высокую почвозащитную роль, заключающуюся не только в механическом удержании почвенной массы корневой системой, но и в формировании почв по определенному типу. Развитие мощной дернины, активное гумусо-образование обусловливают хорошую оструктуренность и устойчивость к эрозионным процессам горно-лесных черноземовидных и дерновых почв. Насыщенность опа-да лиственницы основаниями (наряду с тем, что рассмотренные почвы сформировались на карбонатных породах) препятствует протеканию процессов оподзо-ливания в мерзлотно-таежных почвах под лиственничными лесами.
Библиографический список
1. Балыкин, С.Н. Микроэлементы в горно-лесных чернозёмовидных почвах Алтая / С.Н. Балыкин // Ползуновский вестник, 2004. — № 2. — С. 195-197.
2. Банникова, И.А. Факторы устойчивости формации Larix sibirica в экотоне лес-степь / И.А. Банникова, Д.И. Назимова, А.В. Волокитина // Методы оценки состояния и устойчивости лесных экосистем. — Красноярск: Ин-т леса СО РАН, 1999. — С. 28-29.
3. Мерзляков, О.Э. Почвы лиственничных лесов Горного Алтая / О.Э. Мерзляков.— автореф.на соиск. уч. степени канд. биол. наук. — Томск, 2007. — 24 с.
4. Почвы Горно-Алтайской автономной области. — Новосибирск: Наука, 1973. — 350 с.
5. Пузанов, А.В. Марганец, медь, кобальт, цинк в горно-лесных черноземовидных почвах Тувы // Известия сибирского отделения АН СССР, серия: биологические науки, 1990. — вып. 3— С. 103-109.
6. Сочава, И.Б. Лиственничные леса / И.Б. Сочава // Растительный покров СССР. — Л.: АН СССР, 1956. — Т. 1. — С 249-318.
7. Суворова, Г.Г. Закономерные изменения фотосинтетической продуктивности у хвойных / Г.Г. Суворова, А.С. Щербатюк, Л.С. Янькова // Методы оценки состояния и устойчивости лесных экосистем. — Красноярск: Ин-т леса СО РАН, 1999. — С. 164-165.
8. Усольцев, В.А. Фитомасса лесов Северной Евразии: база данных и география / В.А. Усольцев— Екатеринбург: УрО РАН, 2001.— 707 с.
Статья поступила в редакцию 19.01.09
УДК 556.114
Л.А. Долматова, н. с. ИВЭП СО РАН, г. Барнаул, Алтайский край
ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ И ФЕНОЛОВ В ВОДЕ ТЕЛЕЦКОГО ОЗЕРА И СВЯЗАННЫХ С НИМ РЕК
Исследовано содержание нефтепродуктов и летучих фенолов в поверхностных водах Телецкого озера и связанных с ним рек флуориметрическим методом. Показано, что поверхностные воды озера содержат повышенные концентрации нефтепродуктов и летучих фенолов в период открытой воды: нефтепродукты на уровне 1-4,6 ПДКВР, летучие фенолы — до 12 ПДКВР
Ключевые слова: мониторинг загрязняющих веществ, нефтепродукты, летучие фенолы, поверхностные воды, минерализация, биохимическое потребление кислорода, окисляемость, концентрация.
Мониторинг загрязняющих веществ в объектах окружающей среды давно уже стал насущной необходимостью, поскольку постоянно меняется не только качественный и количественный состав загрязнителей, но и неуклонно растет их число.
В некоторых странах определены списки приоритетных загрязняющих веществ природной средыь, которые для различных объектов (вода, почва, воздух) содержат примерно 100-150 наиболее опасных загрязнителей, постоянно встречающихся в различных объектах окружающей среды. Такие списки есть в США и странах Европейского сообщества (ЕС), но в России пока еще нет научно обоснованных (с точки зрения экологии, токсикологии и гигиены) перечней приоритетных загрязняющих веществ для воды, воздуха или почвы. В отсутствие российских списков приоритетных загрязняющих веществ можно пользоваться аналогичными списками стран ЕС, тем более, что загрязняющие вещества практически одинаковы в различных странах, и их состав в основном определяется выбросами предприятий, промышленными и коммунальными стоками и выхлопными газами автотранспорта [1]. Нефтепродукты и летучие фенолы (наиболее токсичные из всего перечня фенолов) входят в эти списки [2] и, по данным сети наблюдений Росгидромета [3], являются основными и постоянными загрязняющими веществами поверхностных вод Алтайского края.
Предельно-допустимые концентрации (ПДК) нефтепродуктов составляют: 0,3 мг/дм3 — для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) и 0,05 мг/дм3 — для водоемов рыбохозяйственного назначения (ПДКв р). ПДКв и ПДКв р летучих фенолов составляют 0,001 мг/дм3 [4].
Целью настоящей работы являлось исследование содержания нефтепродуктов и летучих фенолов в воде Те-лецкого озера и связанных с ним рек, оценка уровня загрязненности их вод этими токсикантами. Работа являлась частью комплексных исследований экосистемы Телец-кого озера, проводимых ИВЭП СО РАН в 2004-2006 гг.
Телецкое озеро — крупнейший по объему воды водоем в горах Южной Сибири. Оно расположено в верховьях р. Оби в северо-восточной части Горного Алтая на высоте 434 м над уровнем моря. Площадь водного зеркала озера 227,3 км2, длина 78,6 км, максимальная ширина 5,2 км, максимальная глубина — 325 м. Водосборный бассейн площадью 20 400 км2 представляет собой горную область (средняя высота 1940 м), вытянутую с юго-востока на северо-запад. Акваторию озера условно делят на 50 километровую южную (меридио-
нальную) часть (от устья р. Чулышман до м. Купоросный) с глубинами 100-325 м и 28 километровую северо-западную (широтную) (от м. Купоросный до истока р. Бии) с глубинами 10-100 м [5].
В озеро впадает около 70 рек и более 150 временных водотоков, вытекает одна р. Бия, которая, соединяясь с Катунью, образует р. Обь [5]. Химический состав воды озера формируется за счет притоков и временных водотоков. По классификации О.А. Алеки-на [6] вода Телецкого озера и связанных с ним рек относится к гидрокарбонатному классу группы кальция.
За период наблюдений 2004-2006 гг. температура воды в пелагиали озера изменялась от 0,4 оС (Арты-баш, 08.03.2006) до 17,0 оС (Чулышман, 12.08.2006); рН — от 7,45 (Караташ, 27.09.2005) до 7,90 (Яйлю, 24.07.2005); электропроводность воды — от 73 (Кокши,
27.05.2004) до 94 мкСм/см (Яйлю, 03.06.2004). Растворенный в воде кислород содержался в пределах 7,46 (Яйлю, 16.08.2004) — 13,60 мг/дм3 (Яйлю, 10.03.2006). БПК5 изменялось от 0,10 (Яйлю, 27.09.2005) до 6,40 мг 02/дм3 (Яйлю, 26.06.2006); перманганатная окисляемость (ПО) составляла 0,06 (Корбу, 01.10.2005) — 3,16 мг О/дм3 (Яйлю, 04.10.2006); ХПК было в интервале от 0,84 (Караташ, 20.08.2006) до 12,50 мг О/дм3 (Яйлю, 26.06.2006). Анализ содержания биогенных веществ был выполнен в Химико-аналитическом центре ИВЭП СО РАН: концентрация кремния в поверхностном слое составляла от 2,11 (Яйлю, 27.09.2005) до 2,13 мг/дм3 (Артыбаш, 27.09.2005); минеральные формы азота: от 0,18 (Яйлю, 27.09.2005) до 0,28 мгК/дм3 (Артыбаш, 06.06.2004); общий фосфор от <0,005 (Ар-тыбаш, 27.09.2005) до 0,013 мгР/дм3 (Яйлю,
27.09.2005).
Притоки Телецкого озера. По протяженности и ширине русла притоки Телецкого озера разнообразны. Многие мелкие притоки по характеру водосбора, расходам воды, длине существуют только в периоды весеннего половодья или сильных дождей. Зимой большинство малых рек горной части Алтая не имеет стока и промерзает до дна [7].
Вода этих рек очень мягкая, чистая, прозрачная, с низким содержанием органических веществ, окисляе-мость воды не превышает 3-5 мг О/дм3. Минимальная минерализация наблюдается в апреле-мае, а на реках ледникового и высокогорного снегового питания — в июне и июле [8].
По данным наблюдений 2004-2006 гг., вода притоков имеет слабо щелочную реакцию среды, значения рН — 7,18-8,59. Величины окислительно-восстанови-
