WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 9 |

«УДК: 631.8: 550.8.015 ПРОЦЕССЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ КАК ТРАНСФОРМАЦИЯ, МИГРАЦИЯ И АККУМУЛЯЦИЯ ВЕЩЕСТВА, ЭНЕРГИИ И ИНФОРМАЦИИ В.И. Савич, В.А. ...»

-- [ Страница 4 ] --

ГК3). Влияние удобрений на фракционный состав фульвокислот было незначительным.

Регулярное, многолетнее применение бесподстилочного навоза (N700) также увеличило в почве содер жание водорастворимых и лабильных гумусовых соединений – промежуточных продуктов трансформации ор ганического вещества бесподстилочного навоза, пожнивно-корневых остатков. Согласно современным пред ставлениям, водорастворимые и лабильные гумусовые вещества определяют эффективное плодородие почв, являются наиболее доступными источниками питания растений, почвенных микроорганизмов, повышают ус тойчивость сельскохозяйственных культур к стрессовым условиям произрастания.

Увеличение содержания в почве органического вещества, сопровождалось положительными изменения ми ее физических, агрохимических, микробиологических свойств, способствовало подавлению процессов, вы зывающих почвоутомление, продуктивному долголетию многолетних кормовых злаковых трав.

УДК: 631.

ДЫХАНИЕ ПОЧВЫ В ЕЛЬНИКАХ ЦЕНТРАЛЬНО-ЛЕСНОГО ЗАПОВЕДНИКА

В условиях климатических изменений особую важность приобретают процессы, определяющие потоки СО2 в экосистеме. Основным источником естественного поступления углерода в атмосферу принято считать общее дыхание почвы, определяемое активностью микроорганизмов и дыханием корней. По последним оцен кам дыхание почвы составляет от 42 до 76% от общего дыхания экосистемы. Траты органического вещества на дыхание корней от суточного почвенного потока СО2 составили в агроэкосистемах 15%, а в лесу 20—26% [Ко бак, 1988]. В Словакии в насаждении ели европейской получены сравнительные потоки эмиссии СО2 из почвы, ствола и ветвей, которые равны соответственно 448, 56 и 70 ммоль СО2 м-2 день-1 или 5.2, 0.65, 0.81 мкмоль СО м-2 с-1 [Brossaud, Marek, 2000].

В настоящее время особую важность приобретают вопросы связанные с различием эмиссии СО2 в раз ных типах леса и факторы, влияющие (обуславливающие) на их различие.

Измерение почвенного дыхания проводились в Центрально-лесном государственном биосферном запо веднике (ЦЛГБЗ, 56°30'N, 33°00'E, Тверская область) в течение сезонов 2007 и 2008 гг. в двух типах ельников:

чернично-сфагновом и сложном. Кроме того, краткие серии измерений проводились на тех же площадях в ав густе 2002 и мае 2009 гг. Чернично-сфагновый ельник, растущий на плоском водоразделе на торфянисто подзолистых почвах, с толщиной торфа 15 - 20 см. Древостой состоит на 86 % из ели и на 14% - из березы с не большой примесью сосны. Сложный ельник, растущий на хорошо дренированном пологом склоне на дерновой слабоподзолистой почве, состоит на 53% из ели, на 18% из клена и на 6% из березы с небольшой примесью вя за, клена и рябины в нижнем ярусе.

Измерения в 2007-2009 гг. проводились по открытой схеме. На почве были установлены прозрачные ка меры площадью 150210 см2. В Сложном ельнике с относительно низким покрытием напочвенной раститель ностью камеры стояли на мертвопокровных участках почвы. В чернично-сфагновом ельнике использование прозрачных камер позволило оценить фотосинтез сфагнума. Воздух из камеры отсасывался насосом через рас ходомер и газоанализатор и выбрасывался в атмосферу. В камеру воздух поступал из атмосферы через одно или несколько отверстий, расположенных на вертикальных стенках камеры в 3-4 см от поверхности почвы.

Концентрация СО2 на выходе из камеры Cb сравнивалась с фоновой концентрацией СО2 вблизи входных отвер стий камеры (Ccontrol), и газообмен СО2 (RW, в мкмольм-2с-1) рассчитывался по формуле:

где Cb и Ccontrol даны в мгл-1, F – поток воздуха через камеру (в лч-1), S – площадь горизонтального сечения ка меры (в м2) и =1/(443.6) – пересчетный коэффициент.

Для определения концентрации СО2 в 2007 г. использовался газоанализатор «Кедр» (Москва), работаю щий по дифференциальной схеме. В 2008-2009 гг. использовался газоанализатор LI-820 фирмы Li-Cor (США, Небраска). При пилотных измерениях в 2002 г. использовался газоанализатор LI-6400 фирмы Li-Cor с фирмен ной почвенной камерой, работающий по открытой схеме.

В 2007-2009 гг. измерения в сложном ельнике проводились на двух точках. Одна из них была предвари тельно изолирована от корней, другая оставлена нетронутой. В чернично-сфагновом ельнике измерения прово дились на трех точках: на одной из них были удалены зеленые части сфагнума, другая кроме этого была изоли рована от корней, третья оставлена нетронутой. В 2002 г. измерения проводились на 4 точках в разнотравном ельнике и на 6 - в сфагново-черничном.

Лето 2002 г. было экстремально засушливым. Вегетационные сезоны 2007 - 2008 гг. по осадкам были в пределах доверительного интервала, достоверно отличаясь от нормы лишь высокими осадками в мае.

В сложном ельнике наибольшее среднее за серию измерений дыхание почвы с корнями (5.3 мкмоль·м-2·с-1) наблюдалось в мае 2008 и постепенно снижалось в течение сезона (таб.). В засушливом 2002 г. общее дыхание почвы приблизительно на 25% было ниже, чем в более влажные годы. В тоже время мае 2009 г. было низкое дыхание - 3.34 мкмоль·м-2·с-1, что объясняется значительными осадками, когда верховодка стояла почти на по верхности почвы. В Ярославской области в сосняке чернично-кисличном в летний период интенсивность ды хания почвы была несколько ниже, 1.9-3.5 мкмоль·м-2·с-1 (Молчанов 1987,1990) В чернично-сфагновом ельнике очень высокое дыхание почвы вместе с сфагнумом (10.3 мкмоль·м-2·с-1) отмечалось в засушливом 2002 г, что совпадает с результатами наших измерений на трансектах, проведенными в тот же период (Santrockova et al., 2010). В остальные годы измерений дыхание почвы без сфагнума было ана логичным сложному ельнику (в 2007). В 2008-2009 гг. в среднем в чернично-сфагновом ельнике нтенсивность дыхания почвы без сфагнума была на 20% ниже, чем в сложном ельнике на мертвопокровном участке.

Дыхание почвы, усредненное по сериям измерений. средняя эмиссия CO2, мкмольм-2с-1 (±ст. ошибка) 2-9.08.02 27-30.06.07 23-29.09.07 19-24.05.08 25.07-30.08.08 05-13.09.08 12-19.05. Почва без кор нумом и кор ми без сфагну 302   Оценка дыхания корней, полученная как разность дыхания почвы с корнями и без корней, в 2008- гг. в сложном ельнике была на 40% выше, чем в чернично-сфагновом ельнике. В обоих ельниках в середине се зона (конец июля) дыхание корней достигает более низких значений, чем в начале и в конце сезона.

В дневное время дыхание почвы со сфагнумом по сравнению с дыханием почвы без сфагнума было поч ти во все периоды выше, однако это превышение не всегда одинаково, а в сентябре 2008г было практически одинаковым. Мы это объясняем различием в интенсивности газообмена сфагнума в разных условиях освеще ния, которое под пологом сомкнутого древостоя сильно варьирует. Так фотосинтез сфагнума, в одной и той же камере в условиях затенения и на свету, получился при разных измерениях от 0.11 до 0.55 мкмоль м-2 с-1.

Суточные хода газообмена почвы обычно характеризовались максимумом в вечернее время или в пер вой половине ночи и минимумом в дневные (2008 г.) или утренние (2007 г.) часы.

Наблюдалась зависимость газообмена от температуры воздуха и почвы, близкая к логарифмической, хо тя в ряде случаев довольно слабая. Разброс данных в сложном ельнике значительно больше, чем в чернично сфагновом.

Получили, что в разных типах леса интенсивность дыхания почвы различается. В сложном, более про дуктивном типе, интенсивность дыхания почвы без напочвенного покрова при средних условиях увлажнения примерно на 25% выше, чем c поверхности почвы без сфагнума в чернично-сфагновом типе ельника. Дыхание корней также в сложном ельнике выше на 40%. В сложном ельнике дыхание корней составило 46%, а чернич но-сфагновом с почвы без сфагнума -57%. Интенсивность дыхания в сложном ельнике практически такая же, как в ельнике Словакии [Brossaud, Marek, 2000], а соотношение общего дыхания почвы и корней в сложном ельнике несколько выше, чем приводит К.И. Кобак [1988].

Таким образом, в более высокопродуктивном типе ельника дыхание корней от общего дыхания почвы было большим, хотя дыхание почвы без корней в среднем за одни и те же периоды оказалось практически оди наковым в сложном ельнике - 1.79 и в чернично-сфагновом - 1.84 мкмоль м-2 с-1.

Большую нестабильность в газообмен почвы со сфагнумом в чернично-сфагновом типе вносит неравно мерность поступления под полог древостоя солнечной радиации, что ведет к значительным колебаниям выноса СО2 с поверхности напочвенного покрова в результате фотосинтеза или дыхания сфагнума. Сфагнум сущест венно реагирует на высушивание, что также вносит значительные колебания в выносе СО2 с поверхности почвы.

1. Кобак К.И. Биотические компоненты углеродного цикла. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 248 с.

2. Молчанов А.Г. Вынос углекислоты с поверхности напочвенного покрова в сосновых насаждениях. // Всесоюз. со вещ. ''Эксперимент и математич. моделирование в изучении биоценозов лесов и болот'' (4-6 августа 1987 г Западная Двина, Калининской обл.): Тезисы докл. - М.: 1987. С.250-253.

3. Молчанов А.Г. Баланс углекислоты в сосновом насаждении южной тайги // Лесоведение. 1990. № 1. С.47-53.

4. Brossaud J., Marek M. V. Field measurements of carbon dioxide efflux from soil and woody tissues in Norway spruce forest stand // Ecologia (Bratislava). 2000. V. 19. N. 3. P. 245-250.

5. antrkov H, Katovsk E, Kozlov D, Kurbatova J, Livekov M, Shibistova O, Tatarinov F, and Lloyd J. 2010. Vertical and horizontal variation of carbon pools and fluxes in soil profile of wet southern taiga in European Russia. Boreal Env. Res.

(В печати).

УДК: 631.

МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПАЛЕОПОЧВ КУРГАННОЙ ГРУППЫ «КАЛМЫКИЯ»

(ЮЖНЫЕ ЕРГЕНИ) И АРИДИЗАЦИЯ КЛИМАТА В ПЕРИОД III-II ТЫС. ДО Н.Э.

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, г. Пущино Московской обл.

Разновозрастные подкурганные палеопочвы являются надёжными индикаторами вековой изменчивости природных условий. Сравнительное изучение свойств палеопочв археологических памятников, захороненных в различных исторических эпохах, позволяет проследить пространственную и временную динамику особенно стей окружающей среды, особенно климата.

Были изучены палеопочвы археологического памятника (курганной группы) «Калмыкия» в южной части Ергенинской возвышенности. Исследованный педохроноряд включает палеопочвы, развитые на данной терри тории ~5100, ~4410, ~4260, ~4120 и ~3960 лет назад. Отличительной особенностью этого хроноряда являются короткие временные интервалы захоронения почв. Было показано (1-3), что величины атмосферных осадков на данной территории в обозначенный период времени колебались в пределах 380-330 мм/год. Имело место на правленное усиление аридизации климата, а на рубеже Ш-П тыс. (~3960 л.н.) до н.э. аридизация достигла мас штабов природной катастрофы. В связи с этим целью данного исследования было проследить, каким образом аридизация климата отразилась на поведении минералогического состава илистой фракции данных палеопочв и оценить скорости минеральных трансформаций.

Илистая фракция почв ( 2 мкм) была выделена методом отмучивания. Ее минералогический состав оп ределяли методом рентгеновской дифрактометрии на установке ДРОН-3 (Cu – излучение, Ni – фильтр). Изуче ны образцы в Mg, K, Li формах, насыщенные этиленгликолем и прокаленные до 350° и 550°С. Оценку количе ственного содержания групп глинистых минералов проводили по методике Бискайя (4).

В обозначенный период времени на данной территории были развиты светло-каштановые солонцеватые почвы в комплексе с солонцами (~5100, ~4410, ~4260, ~4120 лет назад), на смену которым (~3960 лет назад) при усилении аридизации климата пришли каштановидные карбонатные несолонцеватые солончаковые почвы (1,2).

Почвы развиты на лёссовидных карбонатных суглинках (Q I-III). В минералогическом составе их илистой фракции преобладающей фазой является смектит, содержание которого достигает 40 и более %. Насыщение об разцов К+ с последующим насыщением этиленгликолем приводит к необратимому сжатию решетки смектита до 10, что свидетельствует в пользу высокого заряда решетки смектита. Результаты Li-теста показали, что смекти товая фаза представлена бейделлитом. Второй по значимости фазой является диоктаэдрическая гидрослюда. В составе илистой фракции также диагностируются каолинит и хлорит. В профиле изученных почв отмечается снижение содержания набухающей с этиленгликолем фазы, которая здесь представлена лабильными пакетами в составе неупорядоченно-смешанослойного слюда-смектитового минерала. При развитии солонцового процесса ( почва, захороненная ~4410 лет назад) илистая фракция гор. А практически не содержит набухающей фазы, и ее отличительной чертой является обогащение тонкодисперсными неслоистыми силикатами – кварцем и полевыми шпатами. Помимо преобразования смектитовой фазы почвообразование сопровождается разрушением хлоритов.

В хроноряду ~5100, ~4410, ~4260, ~4120 лет назад отмечается интенсификация данного процесса. Однако ми нералогический состав профиля каштановидной карбонатной несолонцеватой солончаковой почвы, захороненной ~3960 лет назад, отличается монотонностью. Оба из основных обозначенных процессов преобразования мине ральной массы: снижение содержания набухающей фазы и формирование неупорядоченно-смешанослойного слюда-смектитового минерала, а также разрушение хлоритов, проявляются здесь заметно слабее.

Таким образом, можно заключить, что усиление аридизации климата находит свое отражение в минера логическом составе илистой фракции, и он может быть использован в качестве индикатора палеоклимата. Оба из основных обозначенных процессов трансформации минеральной массы являются быстротекущими.

1. Борисов А.В., Ельцов М.В., Шишлина Н.И., Деникина Т.С., Демкин В.А. Палеопочвенные исследования курганов катакомбной культуры в Калмыкии (2 половина 3 тыс. до н.э. // Почвоведение № 2, 2005. С. 140-148.

2. Борисов А.В., Демкина Т.С., Демкин В.А. Палеопочвы и климат Ергеней в эпоху бронзы, 4-2 тыс. до н.э. ИФХиБПП РАН. – М.: Наука, 2006. – 210 с.

3. Alekseeva T., Alekseev A., Maher B. A., Demkin V. Late Holocene climate reconstructions for the Russian steppe, based on mineralogical and magnetic properties of buried paleosols // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2007. V.

249. P. 103-127.

4. Biscaye P.E. Mineralogy and sedimentation of recent deep-sea clay in the Atlantic Ocean and adjacent seas and oceans // Geological Soc. America Bull. 1965. V. 76. P. 803-832.

УДК 631.

ЭДАФИЧЕСКИЙ ФАКТОР В СИСТЕМЕ ПОЧВА-РАСТЕНИЕ

(НА ПРИМЕРЕ ЛАНДШАФТОВ КАЛМЫКИИ)

Институт комплексных исследований аридных территорий, г. Элиста Почвенный и растительный покровы являются взаимосвязанными компонентами геосистемы. Эдафиче ская среда состоит их трех компонентов (сфер): почвы, подпочвы и материнской породы, связанных между со бой генетически. В экологическом плане эдафическая среда представляет собой целый комплекс условий. Их разделяют на три категории: химические, физические, биотические. Эти факторы взаимосвязаны и в совокуп ности представляют сложную и весьма подвижную систему [1].

В разных типах почв развиваются присущие им растительные ассоциации, состав которых находится в соответствии, как с физико-химической структурой почв, так и с мощность гумусового горизонта.

Почвы имеют большое значение в распределении многих видов растений и растительных группировок.

Направление и ход почвообразовательного процесса во многом зависит от типа растительности.

Район исследований находится в восточной части Кумо-Манычской впадины и занимает область акку мулятивных равнин морского происхождения. В пределах впадины выделяется комплекс озерно-степных ландшафтов, почвенный покров которых представлен каштановыми, светло-каштановыми, лугово каштановыми почвами, солонцами и солончаками луговыми. Формирование каждого типа почв связано с элю виальным, трансэлювиальным и супераквальным типом ландшафта, где рельеф, подстилающие породы, уро вень ГВ определяют тип водного режима, миграцию химических элементов и другие почвенные процессы.

Для района исследований характерны следующие климатические показатели: сумма положительных температур 3400-35000, ГТК0,7, осадки составляют 358-400мм. Максимально температура воздуха летом дос тигает +400C, минимальная в январе -350C. За вегетационный период выпадает 200-250мм осадков, преимуще ственно за счет кратковременных ливней [3].

Однако природными экосистемами усваивается незначительная часть осадков, так как большая часть во ды стекает в пониженные формы рельефа. В связи с этим, растительность более или менее обеспечена влагой лишь в весенние и осенние периоды, летом она почти всегда переживает длительные периоды засухи, а зимой подвергаются воздействию низких температур, зачастую в отсутствии снегового покрова. В долине Маныча выделяется несколько террас: первая пойменная высотой 1-2м, вторая – высотой 3-6м, третья высотой до 15м над уровнем воды. К четвертой террасе относятся расположенные к северу от озера Маныч-Гудило бугры, вытянутые в широтном направлении. В восточной части поймы отмечается большое количество понижений, занятых озерами и болотами. В пространстве между ними залегают солончаки [4]. Естественная растительность 304   района исследований находится в зависи- Почвенные характеристики под растительными ассоциациями в мости от типа элементарного ландшафта и почвенного покрова и представлена сле дующими группировками.

преобладают разнотравно-пырейные, раз- Аллювиально-луговые нотравно-полынные, злаково-пырейные ас- Лугово-пырейные гидроморфного и гидроморфного типа (гид- Лугово-каштановые рометаморфизированными почвами) и каш В элювиальном ландшафте преобла дают полынно-разнотравные, полынно выльные, типчаково-ромашниковые ассо 1. Ботаническая география с основами эколо гии растений/ Хржановский В.Г., Викторов В.С., Литвак П.В, Родионов Б.С. М.: Агропромиздат. 1986. 255с.

2. Ташнинова А.А. Роль абиотических факторов в формировании почв озерно-степных ландшафтов Маныча// Эколо гия и почвы. Роль абиотических факторов в почвообразовании. Материалы XVI Всероссийской школы. Том VII.

Пущино. ОНТИ ПНЦ РАН, 2009. С. 51.

3. Агроклиматические ресурсы Калмыцкой АССР. Л.: Гидрометиоиздат. 1974. 170с.

4. Маныч-Чограй: история и современность (предварительные исследования)// Сб. научных трудов (под ред. Г.Г. Ма тишова). Ростов-на-Дону: Изд-во «Эверест». 2005. 152 с.

УДК 631.466.

ЭКОТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДОРОСЛЕЙ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ

МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, г. Пущино Московской обл.

Экотоксикологические исследования обеспечивают практику знаниями, необходимыми для оценки ак туальной и потенциальной опасности загрязнения почв и контроля за состоянием среды. Система контроля за грязнения почв включает в себя установление критериев качества среды, которое выполняет профилактиче скую функцию, упреждая экологически опасное загрязнение. Контроль за соблюдением установленных норма тивов производится химико-аналитическими и биологическими методами. Однако, химический анализ позво ляет определить только концентрацию тяжелых металлов в среде, тогда как их токсическое действие зависит еще и от формы нахождения, pH, содержания органических и неорганических соединений, гранулометрическо го состава и других физико-химических характеристик, которых концепция ПДК не рассматривает. Кроме того, она оставляет без внимания присутствие в почве нескольких загрязнителей, взаимодействие которых может усиливать или ослаблять токсический эффект друг друга (Булгаков, 2002). В этом случае для получения инте гральной оценки токсичности почв для живых организмов используют методы биотестирования (Филенко, 2007). Биотестирование выполняет функцию тактического контроля происходящего загрязнения ex situ и наце лено на получение быстрого сигнала о токсичности среды для организма или сообщества. Следует учитывать, что нормирование и биотестирование являются элементами общей природоохранной стратегии и не заменяют, а только дополняют друг друга. Очевидно, что без глубокого и детального изучения поведения загрязняющих веществ в почве, ответных реакций живых организмов на токсическую нагрузку невозможно обосновать сис тему критериев оценки состояния почв и, соответственно, контроля. Исследования водорослей составляют обя зательную часть биологического мониторинга почв, так как они являются неотъемлемой частью эдафона, имеют многочисленные трофические и топические связи, участвуют в почвообразовательном процессе, обладают спе цифической чувствительностью к различным видам антропогенного воздействия и быстрой ответной реакцией на изменение экологической ситуации, хорошо растут в лабораторных условиях и удобны в работе (Кабиров, 2007).

В настоящее время в России биологические методы оценки загрязнения почв с помощью водорослей ос нованы либо на составлении флористических списков, исследовании обилия, индексов видового сходства, со отношения размерных и таксономических групп сообществ водорослей фоновой и загрязненной почвы (альго индикация), либо на изучении токсичности почвенной вытяжки с использованием в качестве тест-объектов зе леных водорослей Scenedesmus quadricauda (Turpin) Brbisson и Chlorella vulgaris Beijerinck (альготестирова ние). В случае альгоиндикации требуется высококвалифицированные сотрудники для видового определения водорослей, что не позволяет получить широкой распространенности метода. В случае альготестирования ис пользуемые тест-объекты являются типичными представителями пресноводной альгофлоры. Кроме того, Chlorella vulgaris Beijerinck является чрезвычайно устойчивым видом к воздействию целого спектра загрязни телей, а зеленая водоросль Scenedesmus quadricauda (Turpin) Brbisson требовательна к условиям культивиро вания. Эти недостатки не позволяют адекватно экстраполировать экспериментальные результаты по нормиро ванию тяжелых металлов, полученные на основе реакций отдельных изолированных водорослей, на природные многовидовые почвенные сообщества.

Предлагается новая методика альготестирования почв, загрязненных тяжелыми металлами, основными положениями которой являются следующие:

1. Изучение поведения загрязняющих веществ и их токсичности непосредственно в естественной или максимально близкой к естественной среде. Так, в нашем исследовании впервые разработан и применен метод водно-почвенного культивирования, преимуществами которого являются равномерное распределение токси канта в системе, получение массового разрастания почвенных водорослей необходимого для точной видовой идентификации и определения физиолого-биохимических показателей сообщества и учета морфологических изменений особей, а также близость к естественным условиям за счет присутствия почвенного компонента.

Водно-почвенная культура, по сути, является переходным звеном между лабораторным культивированием и полевыми опытами. При использовании жидких культур в качестве контрольной среды необходимо использо вать среду с тем же pH и содержанием органических веществ как в тестируемой почвенной вытяжке.

2. Ввиду отсутствия универсальных тест-объектов, в равной степени чувствительных ко всем видам ан тропогенного воздействия, необходимо применение целого ряда почвенных водорослей, отличающихся по морфологии, питательным требованиям, обладающих быстрым ростом, чувствительностью к тяжелым метал лам, простотой культивирования и идентификации. В качестве тест-объектов могут применяться чувствитель ные к тяжелым металлам виды синезеленых (цианобактерий), зеленых и желто-зеленых водорослей. Так, в на ших экспериментах по изучению действия свинца на почвенные водоросли были выделены и изучаются чувст вительные к ацетату свинца синезеленые водоросли (цианобактерии) Chroococcus minutus (Ktzing) Ngeli, Nostoc punctiforme (Ktzing) Hariot и зеленая водоросль Characium sp. (Темралеева, 2009a).

3. Унификация и стандартизация процедуры биотестирования (способы предкультуральной подготовки, состав культуральных сред, освещенность, t °C, световой режим и др.).

4. Использование в разрабатываемой методики альготеста комплекса тест-показателей на разных уров нях биологической организации: флуоресценция хлорофилла и размеры клеток (клеточный уровень), соотно шение живых/мертвых, активных и перешедших в состояние покоя клеток и количество водорослей (популя ционный уровень).

5. Разработка тест-методики альготестирования для разных типов почв с подходящими условиями куль тивирования и набором тест-организмов. В настоящее время, продолжается исследование влияния тяжелых ме таллов на характеристики естественных альгоценозов серой лесной почвы (Темралеева, 2009b).

Предлагаемая методика позволит получить более полную и объективную информацию об уровне загряз нения почв и состоянию почвенных сообществ, отличается простотой приемов проведения биотеста и эконо мичностью в материальном и пространственно-временном плане. Таким образом, экотоксикологические иссле дования водорослей представляют собой фундаментальную базу для решения прикладных экологических за дач, таких как разработка методов контроля загрязнения почв тяжелыми металлами.

1.Булгаков Н. Г. Индикация состояния природных экосистем и нормирование факторов окружающей среды: обзор существующих подходов // Успехи современной биологии. 2002. т.122. № 2. С. 115-135.

2.Кабиров Р.Р. Использование альгологических критериев при экологическом прогнозировании антропогенной на грузки на наземные экосистемы // Успехи современного естествознания 2007. №3. [Электронный ресурс:

http://www.rae.ru/use/pdf/2007/03/2007_03_01.pdf].

3.Темралеева А.Д. Видовой состав водорослей серой лесной почвы, загрязненной ацетатом свинца // Биология – наука ХХI века: 13-я Пущинская международная школа-конференция молодых ученых. Сборник тезисов. 2009a. C. 4. Темралеева А.Д. Влияние ацетата свинца на структурные и морфофизиологические показатели альго цианобактериальных сообществ серой лесной почвы // Актуальные аспекты современной микробиологии: V Моло дежная школа-конференция с международным участием. Тезисы. М.: МАКС Пресс, 2009b. С. 59-60.

5. Филенко О.Ф. Биологические методы в контроле качества окружающей среды // Экологические системы и прибо ры. 2007. № 6. С. 18-20.

УДК 550.

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ

ТЕРРИТОРИИ КУРСКОЙ МАГНИТНОЙ АНОМАЛИИ (КМА)

Воронежская государственная лесотехническая академия, г. Воронеж Главным источником антропогенного поступления химических элементов на земную поверхность явля ются промышленные выбросы горнодобывающей, металлургической и химической промышленности. Только в результате работы металлургических предприятий на поверхность земли ежегодно поступает не менее 155 тыс.

т меди, 120 тыс т цинка, 9 тыс. т свинца, 12 тыс. т никеля и т.д. в районах промышленных комплексов почва в значительной степени загрязняется продуктами сгорания топлива, зола которых содержит практически все тех ногенные металлы. Так, при сгорании литра горючего в воздух попадает 200-400 мг свинца. В течение года ав 306   томобиль выбрасывает около 1 кг этого металла. С выхлопными газами автотранспорта на земную поверхность попадает 260 тыс. т свинца в год, что почти в три раза превосходит количество этого элемента поступающего в почву за счет действия металлургических предприятий. /2/ Загрязнение окружающей среды выбросами промышленных предприятий происходит по цепочке воз дух-почва-вода-растение. Скорость и уровень загрязнения почв, вследствие осаждения материала газо-пылевых выбросов промышленных предприятий зависят от мощности выброса и расстояния до его источника. Основная масса загрязнителей, особенно металлов, поступающих в атмосферу, очень быстро оседает на поверхность в непосредственной близости от источников загрязнения. Эти выпадения, даже наиболее мелкие, осаждаются на почву через несколько дней после выброса, лишь частично включаются в циклический обмен между поверхно стью суши и приземным слоем атмосферы и таким образом перераспределяется дальше от источника выброса.

Таким образом, формируется региональное загрязнение, распространяющееся на значительные площади. Осо бенно сильно проявляется местное, локальное загрязнение, площадь которого обычно ограничивается десятка ми и сотнями квадратных километров.

Основная масса техногеннорассеяных металлов, хотя и выбрасывается в воздух, очень быстро поступает на поверхность почвы. Именно в почве аккумулируются металлы загрязнители, и здесь начинается их диффе ренциация. Значительная часть металлов включается в почвообразовательный процесс (сорбируется почвен ным поглощающим комплексом, связывается с органическим веществом, перераспределяется по профилю и т.п.). Некоторая часть поглощается растительностью и выносится с поверхностным и грунтовым стоком. В ре зультате образуются техногенные геохимические аномалии тяжелых металлов. Характерная их особенность – быстрое убывание концентрации загрязнителей от источника к периферии. Размеры аномалий зависят от мно гих техногенных факторов. Согласно расчетам /2/ при высоких дымовых трубах или выбросах при взрыве в карьерах значительная концентрация выбросов в приземном слое атмосферы находится от источника в преде лах 10-14 высот выброса. На размеры техногенных геохимических аномалий сильное влияние оказывают при родные факторы: количество осадков, скорость и направление ветра, рельеф местности и другие.

Еще один путь появления техногенных геохимических аномалий – накопление отходов производства.

При ведении любых технологических процессов горного производства природная среда загрязняется отходами.

Из добываемого сырья только 2% превращается в полезную продукцию, а 98 % возвращается природе в виде от ходов, которые практически выбывают из природного круговорота, так как приобретают естественную форму /1/.

Общее свойство всех видов отходов – большая комплексность состава элементов-загрязнителей. В числе приме сей постоянно присутствуют элементы, отрицательно воздействующие на биоту – ртуть, кадмий, свинец, хром.

Отходы горнорудного производства КМА, «хвосты обогащения» или шламы, укладываются гидро транспортом в понижения рельефа, и образуют очень специфичные породные отвалы-хвостохранилища. Боль шие площади хвостохранилищ – это постоянные источники загрязнения воздушного и водного бассейнов, и, конечно же, почв.

В результате рассеивания хвостовые отложения загрязняют окружающую среду содержащимися в них токсичными веществами и элементами. В случае поселения на поверхности хвостохранилищ растений наблю даются значительные изменения морфологии и признаки деградации и вымирания отдельных форм. Химиче ский состав хвостов обогащения зависит от технологии и переработки исходного сырья. Приведенные в табли це данные показывают высокое содержание в хвостах обогащения железосодержащих минералов – 13-16 %.

Отдельные пробы имеют содержание железа до 26 %. По сравнению с зональными почвами хвосты обогаще ния содержат цинка в 1,5-3,0 раза больше, чем черноземы. В отдельных пробах отмечается повышенное содер жание меди, марганца, хрома, свинца, бериллия. Именно этими элементами загрязняются зональные почвы в окрестностях хвостохранилищ. Загрязнения происходит при прорывах дамб и трубопроводов гидротранспорта, которые имеют большую протяженность, а также при дефляции хвостов с открытой поверхности шламохрани лищ. Кроме того, при заполнении хвостохранилищ в воде содержится повышенное количество ионов железа, меди, цинка, марганца, хрома и других. За счет использования полиакриламида (ПАА) в водах хвостохранилищ произошло увеличение ионов О2 от 0,1-3,5 до 10-12 мг/л. Содержание железа у плотины хвостохранилища Ле бединского ГОКа в 1,5 раза превышает ПДК.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что на территории техногенного воздействия формируют ся литохимические ореолы загрязнения. Результатом загрязнений является снижение продуктивности приле гающих земель и уменьшение видового разнообразия растений. Вредное воздействие техногенных образований на окружающую среду носит долговременный характер, т. к. в результате превращений, происходящих при длительном хранении отходов, образуются пыль, газы и химические соединения, которые загрязняют почву, поверхностные и подземные воды и, в конечном счете, отрицательно влияют на здоровье людей.

Содержание некоторых химических элементов в хвостах обогащения предприятий КМА Михайловский Комбинат «КМАруда»

Зональный черно 1. Мосинец В.Н. Охрана окружающей среды при проектировании и эксплуатации рудников. М.: Недра. 1981. С. 2. Пашкевич М.А. Техногенные массивы и их воздействие на окружающую среду. Санкт-Петербургский горный ин-т.

СПб, 2000. 230 с.

УДК 630*114.28+631.

ЗАПАС ВОДОРАСТВОРИМОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В НАПОЧВЕННОМ ПОКРОВЕ И ПОЧВЕ

НА ВОДОСБОРНОЙ ПЛОЩАДИ РУЧЬЯ И ЕГО ПОТЕРИ В УСЛОВИЯХ КРИОЛИТОЗОНЫ

Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Академгородок, Красноярск В условиях криолитозоны в связи с прогнозируемым изменением климата и экологических факторов, контролирующих образование и мобилизацию водорастворимого органического вещества (ВОВ) в напочвен ном покрове и почве, проблема гидрологической потери растворенного углерода приобретает особую актуаль ность. Однако в силу мозаичности лесного покрова и гидротермических условий количественные характери стики запасов ВОВ в условиях мерзлотных почв изучены явно недостаточно. В связи с этим, цель исследования заключалась в оценке запасов и выноса ВОВ с водосборного бассейна ручья, типичного для криолитозоны.

Для исследования был выбран водосбор руч. Кулингдакан, расположенный на левом берегу в низовьях р. Кочечум (правого притока р. Нижняя Тунгуска, в пяти км от п. Тура, Центральная Эвенкия) общей площа дью около 4240 га. Площадь водосбора ограничена высотами от 412 до 627 м над уровнем моря с севера, от до 622 м на юге и от 502 до 625 м на востоке. Сам ручей протяженностью около 6,8 км, имеет три притока и де лит водораздел на две равные части. На территории водосбора были определены состав древостоя, типы леса, границы выделов, дана подробная их таксационная характеристика и выполнены замеры в них мощности на почвенного покрова. Для определения площади выделов и всего водосбора использовалась топографическая карта 1:250, которая была оцифрована с помощью ГИС-технологий, в результате чего получены векторные слои с привязкой к масштабу.

Оценка запасов живого напочвенного покрова (ЖНП) и подстилки проводилась как непосредственным их сбором и взвешиванием, так и в результате выявленной зависимости запаса ЖНП и подстилки от их мощно сти. Сбор образцов ЖНП и подстилки производился с площади 2020 см в 3-5-кратной повторности. Почва от биралась непосредственно под выбранной подстилкой, крупный детрит и живые корни (1 мм) из нее удаля лись. На основании данных по запасам ЖНП и подстилки и содержанию в них ВОВ в зависимости от видового состава рассчитаны запасы ВОВ на водосборном бассейне. С учетом вынесенного ручьем объема воды и со держания в ней растворенного органического углерода рассчитан общий вынос ВОВ с территории водосбора за вегетацию. В качестве показателя содержания ВОВ во всех образцах использовался водоэкстрагируемый орга нический углерод (ВЭОУ), определение которого проводили по методу И.В. Тюрина.

Выявлено, что мощность мхов и лишайников, представленных на данной территории, изменяется в пре делах от 0.5 до 9.5 см, а запасы ЖНП в пределах водосбора в зависимости от гидротермических условий и ви дового состава мохово-лишайникового яруса варьируют от 0.8 до 31.1 тга-1, при этом коэффициент вариации достигает 85%. Отмечено, что для половины территории водосбора (53%) запас ЖНП составляет менее 5 тга-1.

В основном это свойственно лиственничникам, затронутым в 1990 г. низовым пожаром. В среднем запас ЖНП составляет 10.6±1.8 тга-1, в целом же, запас мохово-лишайникового яруса на водосборном бассейне достигает 42234 т. Основной вклад в запасы ЖНП в данных условиях вносят зеленые мхи, занимающие около 70% проек тивного покрытия водосбора. Сфагновые мхи и лишайники представлены в существенно меньшей степени и доминируют лишь в пределах двух выделов.

На исследуемой территории наблюдаются широкие пределы варьирования и в содержании водораство римой фракции органического вещества в ЖНП – от 10.4 до 403.8 кгга-1 при коэффициенте варьирования 87%.

В среднем запас ВЭОУ для всего водосбора составил 130.2±22.1 кгга-1, а его доля от запаса ЖНП согласно по лученным данным – 1.2%. Столь значительное содержание ВЭОУ на данной территории обусловлено мощным развитием зеленых мхов и высокими их запасами. В целом, содержание ВЭОУ в ЖНП на всей площади водо сбора достигает 510.7 т.

Мощность и запасы мортмассы на территории водосбора варьируют в более значительных пределах. Так мощность подстилки изменяется от 0.5 до 12.5 см, а запас – от 2.4 до 76.3 тга-1. В среднем запас подстилки на изучаемом водосборном бассейне составил 37.2±4.9 тга-1, что свидетельствует о медленном разложении дет рита на поверхности почвы. По данным Безкоровайной И.Н. и др. (2002), Прокушкина и др. запасы подстилки в северотаежных лиственничниках зеленомошного типа Средней Сибири варьируют от 38 до 44 тга-1, и в неко торых типах насаждений превышает запасы самого древостоя. Наименьший запас подстилки (0-10 тга-1) отме чен на площади около 37% от всей территории водосбора и наблюдается на выделах, пройденных пожаром в 1990 г. На площади 28%, представленной спелыми и перестойными лиственничниками с хорошо возобновив шимся подростом 15-летней лиственницы, а также поймами с развитием сфагновых и зеленых мхов отмечается существенно большее накопление подстилки (более 50 тга-1), что, вероятно, обусловлено меньшей интенсив ностью пожарного воздействия. Общий запас мортмассы на водосборном бассейне составляет 133661 т.

Запас ВЭОУ в мортмассе изменяется от 6,9 до 313,0 кгга-1 (коэффициент вариации 82%) и в среднем со ставляет 134,5±21,7 кгга-1. Его доля от запаса подстилки - 0,4%. В насаждениях с мощно развитой подстилкой, занимающих 31% территории водосбора, содержание ВЭОУ превышает 200 кгга-1. Максимальное содержание как непосредственно подстилки, так и ВЭОУ в ней, наблюдается в выделе, представляющим собой перестой 308   ный лиственнич ник с мощным развитием зеле ных мхов. Для лиственничников с меньшим нако территории) ха рактерно и более низкое содержа ние ВЭОУ - от 10 до 50 кгга-1.

Запас ВЭОУ в подстилках на всей площади водосбора соста вил 459,1 т, что несколько ниже, по сравнению с ЖНП, что свиде тельствует, веро ятно, о вымыва Запасы водоэкстрагируемого органического углерода в подстилках на территории водо нии водораство римых продуктов опада из подстилок и накоплению в них менее подвижных форм органического вещества. Доля ВЭОУ от запаса мортмассы составила 0,3%.

Анализ содержания ВЭОУ в почвах позволил рассчитать его запас в ее 50-см слое, который характери зуются содержанием 95% всего почвенного органического вещества. Полученные результаты свидетельству ют, что на территории водосбора в этом слое накоплено около 2100 т ВЭОУ, что лишь в 2 раза превышает зна чение его суммарного запаса в ЖНП и подстилке. При этом ВОВ составляет около 1.6 % от общего содержания Сорг в почве.

Общий запас ВЭОУ согласно нашей оценке (ЖНП, подстилка и почва) составил на изучаемом водосборе 3110 т или около 70 гС м-2.

Ранее проведенные исследования (Прокушкин и др., 2002;

Прокушкин и др., 2005) по содержанию рас творенного органического углерода (РОУ) в воде данного ручья показали, что наиболее интенсивный поток РОУ в почву был зафиксирован в раннелетний период, по сравнению с серединой вегетационного периода, что также было зафиксировано другими исследователями (Богатырев, 1998;

Carey, 2003). Основным источником растворенной органики в ручьях при снеготаянии являются верхние органогенные горизонты почвы, поскольку талая вода содержит низкие концентрации ВОВ (0,1-1,9 мгСл-1) (Carey, 2003) В осенний период наблюдается второй максимум содержания растворенного органического углерода в ручье. Данный факт, вероятно, указывает на наиболее оптимальные условия формирования подвижного орга нического вещества в этот период – максимальную микробиологическую активность при относительно высо ких температурах и влажности почвы за счет значительного количества поступающих на поверхность живого напочвенного покрова жидких осадков.

Общий вынос растворенного органического вещества в течение вегетационного сезона с территории во досбора (с 17 мая по 17 сентября) составляет 184 т. Таким образом, за вегетационный период происходит поте ря 7% от ВЭОУ, потенциально имеющегося в напочвенном покрове и почвах лиственничников изучаемого во досбора. Потеря ВОВ с территории водосбора может достигать 5% от нетто-первичной продукции.

Органическое вещество в природных водах бореальных областей характеризуется большой устойчиво стью к разложению, поэтому значительная его часть доходит до конечных водоемов, внося существенный вклад в поступление растворенной органики в Мировой океан. По этим причинам потери терригенного ВОВ в водотоки представляют собой ключевой компонент расходной части баланса элементов наземных экосистем криолитозоны.

Безкоровайная И.Н., Мухортова Л.В., Климентенок Л.А. Особенности биологической активности почв северотаежных лиственничников Красноярского края. // Лесоведение. – 2002. - № 2. С. Богатырев Л.Г., Свентицкий Р.Н., Марафутдинов Р.Н., Степанов А.А. Лесные подстилки и диагностика современной направленности гумусообразования в различных географических зонах // Почвоведение. – 1998. - №7. - С. 864-875.

Прокушкин С.Г., Степень Р.А., Прокушкин А.С., Каверзина Л.Н. Водорастворимые органические вешества сосновых подстилок и их алшлелопатическая роль //Химия растительного сырья. 1998. № 3. С. 13-20.

Прокушкин А.С., Прокушкин С.Г., Абаимов А.П. Водорастворимый органический углерод в лиственничных экоси стемах на мерзлотных почвах Средней Сибири. // Лесные экосистемы Енисейского меридиана. Под ред. Ф.И. Пле шикова. Новосибирск, изд-во СО РАН, 2002. - С. 264-274.

Прокушкин А.С., Гавриленко И.В., Прокушкин С.Г., Абаимов А.П. Поступление растворенного органического угле рода в почву лиственничников в условиях сплошной мерзлоты Средней Сибири // Лесоведение, 2005, №5, 41-48.

Carey S.K. Dissolved organic carbon fluxes in a Discontinuous permafrost Subarctic Alpine Catchment // Permafrost and Periglacial Processes. – 2003. –14(2). – P. 161- УДК: 631.

СОЕДИНЕНИЯ АЛЮМИНИЯ В ПОЧВЕННЫХ РАСТВОРАХ И В ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДАХ

РАЗЛИЧНЫХ ЭКОСИСТЕМ ЮЖНОЙ ТАЙГИ

Факультет почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова, 119991, г. Москва Работами И.С.Кауричева с соавторами было установлено, что в почвенных растворах из различных го ризонтов подзолистых и дерново-подзолистых почв южной и средней тайги концентрация алюминия варьирует от 0,02 до 0,4 ммоль/л. При этом, от 30 до 100% алюминия содержится в составе положительно и отрицательно заряженных и нейтральных комплексов с органическими лигандами, доля которых увеличивается с глубиной (Кауричев, Ноздрунова, 1962, 1969;

Кауричев и др., 1969).

Концентрация и фракционный состав соединений алюминия в почвенных растворах варьируют по под зонам тайги и в зависимости от состава почвообразующих пород. В почвах, развитых в пределах одной подзо ны и на сходных почвообразующих породах, можно ожидать различия в общей концентрации и во фракцион ном составе соединений Al в почвенном растворе в зависимости от особенностей водного режима почв и, соот ветственно, от типа растительного покрова.

В таежных ландшафтах, как правило, в условиях кислой и слабокислой реакции среды алюминий обла дает определенной миграционной способностью и мобилизуется как из минеральных, так и из органогенных горизонтов лесных почв (Роде, 1937;

Berggren, 1994;

van Hees et al., 2000 и др.). О масштабах выноса алюминия в пределах различных экосистем можно судить по концентрации алюминия в ручьях. В целом, несмотря на ло кальные геохимические барьеры, концентрация алюминия в ручьях, дренирующих определенные территории, связана со свойствами почв и (или) грунтов, расположенных в пределах этих территорий (Driscoll, Postek, 1996;

McHale et al, 2007 и др.).

Цель работы: выявить особенности фракционного состава соединений алюминия в почвенных растворах из торфянисто-подзолисто-глееватых (ТПГ) и подзолистых почв (П) и особенности выноса алюминия в по верхностные воды в различных экосистемах южной тайги.

Район исследования. Исследования проводили на площади около 12 км2 в водосборном бассейне р. Ме жа, верховье которой расположено на территории ЦЛГПБЗ. Р. Межа относится к бассейну р. Западной Двины.

Почвообразующие породы на исследованной территории представлены пылеватыми покровными суглинками мощностью 40-50 см, которые подстилаются суглинистыми, часто карбонатными моренными, или песчаными водно-ледниковыми отложениями. Более тяжелая по гранулометрическому составу по сравнению с покровным пылеватым суглинком морена в большинстве случаев является водоупором, что способствует интенсивному латеральному внутрипочвенному стоку.

В пределах плоских водораздельных территорий с затрудненным дренажем распространены ТПГ почвы под ельниками чернично-сфагновыми в напочвенном покрове. ТПГ почвы имеют набор горизонтов: T1, T2, H, Eih, E, Ecn, IIBDg. На хорошо дренируемых слабонаклонных участках развиваются П почвы, на которых про израстает смешанный лес. Профиль П почвы состоит из горизонтов L, F, H, AE, E и IIBD.

Объектами исследования были почвенные растворы из основных генетических горизонтов ТПГ и П почв и воды ручьев и р. Межи, дренирующих территории с преобладанием ТПГ и П почв.

Результаты исследования. Концентрация общего Al в почвенных растворах из ТПГ почв достигает мак симума в гор. Eih (0,079-0,092 ммоль/л) и в целом снижается вниз по профилю, в то время как в растворах из П почв наиболее высокие концентрации наблюдаются в подстилках (0,111 - 0,175 ммоль/л). В растворах из гори зонтов Eih и E ТПГ почв концентрация алюминия варьирует от 0,02 до 0,09 ммоль/л. Концентрация алюминия в растворах из горизонтов АЕ и Е П почв несколько ниже, по сравнению с минеральными горизонтами ТПГ почв и составляет 0,01 – 0,06 ммоль/л.

Фракционный состав соединений алюминия в растворах из ТПГ почвы отличается от такового в раство рах из подзолистой почвы. В растворах из подстилки и горизонтов Eih ТПГ почв от 3 до 59 % алюминия содер жится в составе мономерных неорганических соединений, что в 3-6 раз выше, по сравнению с растворами из под золистых почв. В растворах из ТПГ почв отсутствуют алюмокремниевые соединения, обнаруженные в раство рах из подзолистых почв. Такие различия объясняется более низкими значениями рН в сочетании со специфиче ским набором низкомолекулярных органических кислот в ТПГ почве, по сравнению с подзолистой почвой.

В ТПГ почвах алюминий мигрирует в составе мономерных неорганических, мономерных органических соединений и в составе комплексов с высокомолекулярными органическими кислотами, в то время как основ ной формой миграции алюминия в подзолистых почвах являются алюмоорганические комплексы, степень на сыщенности которых алюминием увеличивается с глубиной, и, отчасти, алюмокремниевые золи.

В целом, количества алюминия в составе жидкой фазы ТПГ почв превышают (иногда на порядок) коли чества этого элемента в растворах из подзолистых почв (на момент отбора проб).

                                                             Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, № гранта 08-04-00159а.

310   Основным источником алюминия в поверхностных водах изученных экосистем являются верхние орга ногенные и минеральные горизонты почв, развитые в пределах 40 -50 см легкосуглинистого наноса, подсти лаемого моренным суглинком.

На основании сравнения концентраций алюминия в поверхностных водах с концентрацией и количест вом алюминия в почвенных растворах можно предполагать, что из ТПГ почв в ручьи и в р. Межу алюминий попадает в основном из минеральных горизонтов, включая гор. Eih, Е и Ecn. Основным источником алюминия в ручьях, дренирующих территорию с преобладанием П почв являются горизонты подстилки, АЕ и подзоли стый горизонт.

Концентрация алюминия в поверхностных водах на 1-2 порядка превышает таковую в водах родника.

За период наблюдения максимальные концентрации общего алюминия в ручьях, дренирующих ТПГ почвы, наблюдались в июне-июле и составили 0,05 ммоль/л, а в ручьях, протекающих в пределах экосистем с П почвами, в мае (0,02 ммоль/л). Временные различия возникновения максимумов концентраций в течение года связаны с особенностями формирования поверхностного и внутрипочвенного стока в П и в ТПГ почвах.

Выявлены отличия в концентрациях и фракционном составе соединений алюминия в поверхностных во дах экосистем, контрастных по гидрологическому режиму и составу растительности. В ручьи, протекающие в экосистемах с преимущественным распространением ТПГ почв, выносится больше алюминия, чем в ручьи экоси стем с преобладание П почв. В ручьях экосистем с ТПГ почвами алюминий присутствует как в составе алюмо органических соединений, так и в виде мономерных аквагидроксокомплексов. В ручьях, дренирующих террито рию с преобладанием П почв, практически весь алюминий находится в комплексах с органическим веществом.

При возможном подкислении в результате интенсивной вырубки леса наиболее неблагоприятные изме нения можно ожидать в водах ручьев в экосистемах с ТПГ почвами, так как при этом увеличится концентрация общего алюминия, и возрастет доля алюминия в составе токсичных для аквабиоты аквагидроксокомплексов алюминия.

1. Максимальные концентрации общего Al в почвенных растворах из ТПГ почв наблюдаются в гор. Eih (0,079-0,092 ммоль/л), а в растворах их П почв - в подстилках (0,111 - 0,175 ммоль/л). В растворах из горизон тов Eih и E ТПГ почв концентрация общего Al несколько выше, по сравнению с растворами из горизонтов АЕ и Е П почв и составляет 0,02 - 0,09 ммоль/л и 0,01 – 0,06 ммоль/л соответственно.

В растворах из подстилки и горизонтов Eih ТПГ почв от 3 до 59 % алюминия содержится в составе мо номерных неорганических соединений, что в 3 – 6 раз превышает содержание этих соединений в растворах из П почв.

2. Основным источником алюминия в поверхностных водах изученных экосистем являются верхние ор ганогенные и минеральные горизонты почв, развитые в пределах 40 -50 см легкосуглинистого наноса, подсти лаемого моренным суглинком. Алюминий попадает в ручьи в результате латерального внутрипочвенного или поверхностного стока.

3. В экосистемах с преимущественным распространением ТПГ почв выносится больше алюминия по сравнению с экосистемами с преобладанием П почв, а максимальные концентрации этого элемента в ручьях составляют 0,05 и 0,02 ммоль/л соответственно.

4. В ручьях экосистем с ТПГ почвами алюминий присутствует как в составе алюмоорганических соеди нений, так и в виде мономерных аквагидроксокомплексов. В ручьях, дренирующих территорию с преобладани ем П почв, практически весь алюминий находится в комплексах с органическим веществом.

1. Кауричев А.С., Ноздрунова Е.М. О миграции и качественном составе воднорастворимого органического вещества в почвах лесолуговой зоны // Изв. ТСХА, Почвоведение и агрохимия. 1962. № 5 (48). С. 91 – 106.

2. Кауричев А.С., Ноздрунова Е.М. Условия образования и масштабы миграции органо-минеральных соединений в почвах таежно-лесной зоны // Изв. ТСХА. 1969. №3. С. 103 – 110.

3. Кауричев И.С., Ноздрунова Е.М., Евсеева Р.П. О содержании и формах водорастворимых соединений алюминия в почвенных растворах // Почвоведение. 1969. №9. С. 68 – 79.

4. Роде А.А. Подзолообразовательный процесс. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1937. 454 с.

5. Berggren D. Aluminium release in acid forest soils-mechanisms and implications for long-term modeling// J.Ecol. Chem., 1994, v.3, No 3, p.253 – 267.

6. Driscoll C.T., Postek K.M. The Chemistry of Aluminum in Surface Waters // The Environmental Chemistry of Aluminum.

G. Sposito (ed.). LEWIS PUBLISHERS. Boca Raton London New York Washington, D. C. 1996. P. 364 – 417.

7. McHale M.R., Burns D.A., Lawrence G.B., Murdoch P.S. Factors controlling soil water and stream water aluminum concentrations after a clearcut in a forested watershed with calcium-poor soils // Biogeochemistry An International Journal.

2007. V. 85. Issue 3. P. 311 – 331.

8. Van Hees P.A.W., Lundstrom U.S., Starr M., Giesler R. Factors influencing aluminium concentrations in soil solution from podzols // Geoderma 94 (2000) 289 – 310.

УДК 631:

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА МИНЕРАЛИЗУЕМОСТИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА

МИНЕРАЛЬНЫХ И ОРГАНОГЕННЫХ ПОЧВ

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, г. Пущино Московской обл.

Для прогнозирования динамики органических соединений углерода и азота в почве необходимо учиты вать, помимо содержания общего органического углерода (Сорг) и общего азота (Nобщ), их подверженность мик Табл. 1. Содержание в изучаемых почвах углерода микробной биомассы, по тенциально минерализуемого углерода и интенсивность его минерализации рализуемость углерода (МС) азотного компонентов органического вещества (ОВ). Минеральные и органогенные почвы существенно разли чаются по содержанию валового ОВ, его качественному составу и защищенности. Устойчивость ОВ минераль ных и органогенных почв к минерализующим воздействиям, в частности, отклик на распашку и внесение ми неральных удобрений, также может существенно различаться. Целью работы было сравнить минерализуемость ОВ минеральных и органогенных почв на примере двух дерново-подзолистых и двух торфяно-болотных почв природных и сельскохозяйственных экосистем, приуроченных к одной природно-климатической зоне.

Исследования проводили с образцами дерново-подзолистой супесчаной автоморфной почвы (ДПсп_а), дерново-подзолистой супесчаной глееватой почвы (ДПсп_г), торфяно-болотной почвы со степенью разложения торфа 70% (ТБ-70%) и торфяно-болотной почвы со степенью разложения торфа 20% (ТБ-20%), отобранными на естественных луговых угодьях и в многолетних (20-25 лет) полевых опытах. Содержание общего Сорг в поч вах определяли по Тюрину, содержание Nобщ и Nмин – по Кудеярову. Содержание С0 и углерода микробной биомассы (СМБ) в почвах определяли методом биокинетического фракционирования, описанным в наших пре дыдущих публикациях (Семенов и др., 2008;

Тулина и др., 2009). Интенсивность минерализации (ИМ) С0 рас считывали по формуле ИМ=С0·k, где k – константа скорости минерализации, сутки-1. Минерализацию органи ческих азотсодержащих компонентов оценивали по результатам продолжительного лабораторного экспери Табл. 2. Соотношение аммонийного и нитратного азота основной инкубации – 0, 1, 2, 4 и 8 недель.

312   В начале инкубации в торфяно- Табл. 3. Минерализуемость органических углерод- и азотсодержащих болотных почвах в пуле минерального азота преобладал аммоний (табл. 2), при ложения торфа доля аммония была суще жалось 96 и 85% аммония, а сельскохо зяйственное использование снизило этот ных под луговой растительностью, доля аммония составляла 15-34%, а в почвах положительная взаимосвязь между долей аммония в Nмин к началу эксперимента и (r=0.966, 0.920 и 0.917 для вариантов «луг», «PK» и «NKP», соответственно).

Nмин значительно снизилась. К концу недельной инкубации 96-99% от Nмин бы ло представлено нитратом. В почвах природных экосистем содержалось больше минерального азота, чем в сельскохозяйственных почвах. Максимальный прирост содержания Nмин в почвах имел место в течение первых двух-четырех недель. Через 8 недель содержание Nмин в дерново-подзолистых почвах не увеличилось, а в тор фяно-болотных – снизилось, что могло обусловливаться как газообразными потерями вследствие денитрифи кации, так и иммобилизацией минерального азота в условиях избытка доступного микроорганизмам углерода.

К концу эксперимента различия по содержанию Nмин между почвами естественных и сельскохозяйственных экосистем существенно сглаживались. В ДПсп_а, ДПсп_г, ТБ-70% и ТБ-20% за 8 недель накопилось в среднем 2.5, 3.0, 8.1 и 9.5 мг/100г минерального азота, а относительный прирост составил 116, 106, 63 и 38% от исходно го количества, соответственно.

Валовое содержание Сорг и Nобщ в органогенных почвах было в среднем в 8-24 и в 7-17 и раз больше, а их минерализуемость (МС и МN) – напротив, ниже, чем в минеральных почвах в среднем в 3 и 2 раза, соответст венно (табл. 3). Удельные величины минерализации азота на единицу минерализуемого углерода (С0:Nмин) для ДПсп_а, ДПсп_г, ТБ-70% и ТБ-20% составили в среднем 1.8, 1.2, 0.6 и 1.0, соответственно. Сельскохозяйствен ное использование способствовало сужению этого соотношения вследствие уменьшения пула потенциально минерализуемого углерода и в результате дополнительного поступления в почву азота. Абсолютные размеры минерализации органического азота сельскохозяйственных почв были больше по причине большего содержа ния Nобщ, минерализуемость которого была ниже, чем в почвах естественных экосистем. Из торфяных почв наименее устойчивым к минерализующим воздействиям распашки и внесения удобрений оказалось ОВ почвы с более высокой степенью разложения торфа (ТБ-70%). Из всего ряда изученных почв наибольшую устойчи вость к минерализации продемонстрировало органическое вещество почвы, сформированной на слаборазло жившемся торфе (ТБ-20%).

В целом, ОВ органических почв по сравнению с ОВ минеральных почв было более устойчиво к минера лизации. Для дерново-подзолистых и торфяно-болотных почв индексы RC составили в среднем 15-21 и 55-57, а RN – 19-21 и 35-55, соответственно.

Сельскохозяйственное использование снижало минерализуемость органических соединений углерода и азота, как в минеральных, так и в органогенных почвах.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант №10-05-00554-а.

1. Семенов В.М., Иванникова Л.А., Кузнецова Т.В., Семенова Н.А., Тулина А.С. Минерализуемость органического вещества и секвестрирующая емкость почв зонального ряда // Почвоведение, 2008, №7, С. 1-14.

2. Тулина А.С., Семенов В.М., Розанова Л.Н., Кузнецова Т.В., Семенова Н.А. Влияние влажности на стабильность ор ганического вещества почв и растительных остатков // Почвоведение, 2009, №11, С. 53-61.

УДК 631.4:55.4(282.25)

РАЗНООБРАЗИЕ, ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И СВОЙСТВА ПОЧВ

ПОЙМЕННЫХ ЭКОСИСТЕМ АРИДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ВНУТРЕННЕЙ АЗИИ



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 9 |
 




Похожие материалы:

«Посвящается 60–летию Ботанического сада-института ДВО РАН RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES FAR EASTERN BRANCH BOTANICAL GARDEN-INSTITUTE PLANTS IN MONSOON CLIMATE Proceedings of V Scientific Conference Plants in Monsoon Climate (Vladivostok, October 20–23, 2009) V Vladivostok 2009 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ БОТАНИЧЕСКИЙ САД-ИНСТИТУТ РАСТЕНИЯ В МУССОНОМ КЛИМАТЕ Материалы V научной конференции Растения в муссонном климате (Владивосток, 20–23 октября 2009 г.) V Владивосток УДК ...»

«2nd International Scientific Conference Applied Sciences in Europe: tendencies of contemporary development Hosted by the ORT Publishing and The Center For Social and Political Studies “Premier” Conference papers June 22, 2013 Stuttgart, Germany 2nd International Scientific Conference “Applied Sciences in Europe: tendencies of contemporary development”: Papers of the 1st International Scientific Conference. June 22, 2013, Stuttgart, Germany. 168 p. Edited by Ludwig Siebenberg Technical Editor: ...»

«Национальная академия наук Беларуси Центральный ботанический сад Отдел биохимии и биотехнологии растений Биологически активные вещества растений – изучение и использование Материалы международной научной конференции (29–31 мая 2013 г., г. Минск) Минск 2013 Организационный комитет конференции: УДК 58(476-25)(082) Титок В.В., доктор биологических наук, доцент (председатель) ББК 28.5(4Беи)я43 (Беларусь) О-81 Решетников В.Н., академик, доктор биологических наук, профес сор (сопредседатель) ...»

«Национальная академия наук Беларуси Институт экспериментальной ботаники им. В.Ф. Купревича Научно-практический центр по биоресурсам Центральный ботанический сад Институт леса Материалы II-ой международной научно-практической конференции ПРОБЛЕМЫ СОХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ Минск, Беларусь 22–26 октября 2012 г. Минск Минсктиппроект 2012 УДК 574 П 78 Редакционная коллегия: В.И. Парфенов, доктор биологических наук, академик НАН Беларуси В.П. ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Международная академия авторов научных открытий и изобретений (МААНОИ) ФГБОУ ВПО Горский государственный аграрный университет Республиканская общественная организация АМЫРАН МАТЕРИАЛЫ VIII Международной научно-практической конференции АКТУАЛЬНЫЕ И НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ (Часть 2) посвященной 75-летию со дня рождения ученого - микробиолога и агроэколога, Заслуженного работника высшей школы РФ, Заслуженного деятеля науки ...»

«- ЦИ БАЙ-ШИ Е.В.Завадская Содержание От автора Бабочка Бредбери и цикада Ци Бай-ши Мастер, владеющий сходством и несходством Жизнь художника, рассказанная им самим Истоки и традиции Каллиграфия и печати, техника и материалы Пейзаж Цветы и птицы, травы и насекомые Портрет и жанр Эстетический феномен живописи Ци Бай-ши Заключение Человек — мера всех вещей Иллюстрации в тексте О книге ББК 85.143(3) 3—13 Эта книга—первая, на русском языке, большая монография о великом китайском художнике XX века. ...»

«УДК 821.0(075.8) ББК 83.3(5 Кит)я73 Г. П. Аникина, И. Ю. Воробьёва Китайская классическая литература: Учебно- методическое пособие. В пособии предпринята попытка представить китайскую классическую литературу как важнейшую часть культуры Китая. Главы, посвящённые поэзии, прозе и драматургии, дают представление об общем процессе развития китайской литературы, об её отдельных памятниках и представителях. В пособии прослеживается одна из главных особенностей китайской культуры – преемственность и ...»

«ЧЕРЕЗ ПЛАМЯ ВОЙНЫ 1941 - 1945 КУРГАНСКАЯ ОБЛАСТЬ ПРИТОБОЛЬНЫЙ РАЙОН Парус - М, 2000 К 03(07) 55-летию Победы посвящается Через пламя войны Составители: Г. А. Саунин, Е. Г. Панкратова, Л. М. Чупрова. Редакционная комиссия: Е.С.Черняк (председатель), С.В.Сахаров(зам. председателя), : Н.И.Афанасьева, Л.Н.Булычева, Ю.А.Герасимов, Н.В.Катайцева, А.Д.Кунгуров, Л.В.Подкосов, С.И.Сидоров, Н.В.Филиппов, Н.Р.Ярош. Книга издана по заказу и на средства Администрации Притобольного района. Администрация ...»

«Белорусский государственный университет Географический факультет Кафедра почвоведения и геологии Клебанович Н.В. ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ Пособие для студентов специальностей география географические информационные системы Минск – 2005 УДК 631.8 ББК Рецензенты: доктор сельскохозяйственных наук С.Е. Головатый кандидат сельскохозяйственных наук Рекомендовано Ученым советом географического факультета Протокол № Клебанович Н.В. Основы химической мелиорации почв: курс лекций для студентов ...»

« Делоне Н.Л. Человек Земля, Вселенная Моей дорогой дочери Татьяне посвящаю. Д е л о н е Н.Л. ЧЕЛОВЕК, ЗЕМЛЯ, ВСЕЛЕННАЯ 2 - е и з д а н и е(исправленноеавтором) Особую благодарность приношу Анатолию Ивановичу Григорьеву, без благородного участия которого не было бы книги. Москва-Воронеж 2007 Сайт Н.Л. Делоне: www.N-L-Delone.ru Зеркало сайта: http://delone.botaniklife.ru УДК 631.523 ББК 28.089 Д295 Человек, Земля, Вселенная. 2-е издание / Делоне Н.Л. - Москва-Воронеж, 2007. - 148 с. ©Делоне Н.Л., ...»

«Президентский центр Б.Н. Ельцина М.Р. Зезина О.Г. Малышева Ф.В. Малхозова Р.Г. Пихоя ЧЕЛОВЕК ПЕРЕМЕН Исследование политической биографии Б.Н. Ельцина Москва Новый хронограф 2011 Оглавление УДК 32(470+571)(092)Ельцин Б.Н. ББК 63.3(2)64-8Ельцин Б.Н. Предисловие 6 Ч-39 Часть 1. УРАЛ Глава 1. Детство Издано при содействии Президентского центра Б.Н. Ельцина Хозяева и Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям Курс — на ликвидацию кулачества как класса Высылка Колхозники Запись акта о ...»

«АССОЦИАЦИЯ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО КЛЕТОЧНЫМ КУЛЬТУРАМ ИНСТИТУТ ЦИТОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ISSN 2077 - 6055 КЛЕТОЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ ВЫПУСК 30 CАНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2014 -2- УДК 576.3, 576.4, 576.5, 576.8.097, М-54 ISSN 2077-6055 Клеточные культуры. Информационный бюллетень. Выпуск 30. Отв. ред. М.С. Богданова. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2014. — 99 с. Настоящий выпуск посвящен памяти Георгия Петровича Пинаева — выдающегося ученого, доктора биологических наук, профессора, ...»

«Стратегия независимости 1 Нурсултан Назарбаев КАЗАХСТАНСКИЙ ПУТЬ КАЗАХСТАНСКИЙ ПУТЬ 2 ББК 63.3 (5 Каз) Н 17 Назарбаев Н. Н 17 Казахстанский путь, – Караганда, 2006 – 372 стр. ISBN 9965–442–61–4 Книга Главы государства рассказывает о самых трудных и ярких моментах в новейшей истории Казахстана. Каждая из девяти глав раскрывает знаковые шаги на пути становления молодого независимого государства. Это работа над Стратегией развития Казахстана до 2030 года, процесс принятия действующей Конституции ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.