WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |

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

-- [ Страница 7 ] --

В свою очередь, внесенные бактерии усилили поглотительную деятельность корневой системы при от сутствии непосредственного контакта бактерий с корнями, поглощающими питательные элементы, включая меченный 15N азот, что связано со способностью растений, инокулированных бактериями, мобилизовать через корневые выделения питательные элементы в ризосфере. В ответ на дефицит питательных элементов происхо дило увеличение экссудации корнями фенольных соединений и аминокислот (фитосидерофоров), играющих доминирующую роль в мобилизации минеральных элементов (Marschner, 1995). Активизацию поглотительной деятельности корневой системы инокулированных растений при отсутствии непосредственного контакта с почвой можно объяснить стимуляцией физиологических процессов в растениях, в частности, под действием бактериальной ИУК усилением Н+-AТФазной активности корней (Vera-Estrella et al., 1994). Установлено уве личение интенсивности фотосинтеза растений столовой свеклы (Минеев с соавт., 1992) и сои (Shabayev et al., 1996) и активности фермента нитратредуктазы в листьях столовой свеклы (Минеев с соавт., 1992) при инокуля ции бактериями р. Pseudomonas. В опыте с изолированным питанием увеличение выноса питательных элемен тов растениями из почвы при инокуляции бактериями р. Pseudomonas было связано с увеличением содержания в корневых выделениях фенольных соединений, представленных в основном кислой фракцией фенолов (фе нолкарбоновыми кислотами) и нейтральной (флавоноидами). Хроматографический анализ кислой фракции корневых выделений растений позволил выявить в них соединения фенольной природы, различных по составу для неинокулированных и инокулированных растений.

Таким образом, инокуляция бактериями повышает потребление питательных элементов растениями из почвы в бльшей степени в результате непосредственного влияния на доступность элементов, а также усиления поглотительной и выделительной деятельности корневой системы, связанной с повышенной секрецией фе нольных соединений. На первых этапах взаимодействия “растение – микроорганизм” решающее значение, по видимому, принадлежит непосредственному растворению труднодоступных соединений почвы исследованны ми бактериями и, в частности, комплексу биологически активных соединений, выделяемых прокариотами. На основании обнаруженного увеличения выделения фенолов корнями растений при внесении в ризосферу экзо генной индолилуксусной кислоты предполагается об участии бактериальной ИУК в индуцировании ответной реакции растения, а именно: стимулирующее действие инокуляции бактериями р. Pseudomonas на секрецию корнями фенольных соединений может быть связано с возрастанием количества ИУК в ризосфере инокулиро ванных растений. Выделение ИУК бактериями в неблагоприятных условиях под влиянием различных почвен ных факторов, в том числе имеющих место в ризосфере, а также обнаруженное при культивировании бактерий в периодическом режиме, по-видимому, играет значительную роль во взаимодействии “растение – микроорга низм”, обеспечивая бактериальной клетке оптимальность экологической ниши. Конечный результат этого взаимодействия во многом зависит от изменений в обмене веществ, происходящих в инокулированном бакте риями растении, включая реакции, связанные с образованием и секрецией фенольных соединений.

Вероятную схему мобилизации питательных элементов из почвы корневой системой растений при ино куляции ростстимулирующими ризосферными бактериями р. Pseudomonas можно представить в следующем виде. Увеличение поглощения азота и зольных элементов корнями инокулированных растений из почвы про исходит в результате усиления экссудации корневой системой фенольных соединений. Довольно быстрая ин дукция выделения фенолов корнями под влиянием экзогенной ИУК дает основание считать, что влияние на секрецию корнями фенолов исследованных бактерий P. fluorescens 20 и P. putida 23 связано со способностью бактерий активно продуцировать ИУК, которая усиливается в стрессовых условиях, как правило, имеющих ме сто в ризосфере. В свою очередь, ризосферные микроорганизмы используют в биосинтезе ИУК триптофан корневых экзометаболитов растений (Кравченко, Леонова, 1993).

Внесение в ризосферу селективных культур ростстимулирующих бактерий р. Pseudomonas улучшало минеральное питание и повышало урожай зерновых, бобовых и корнеплодных культур при выращивании рас тений в микрополевых опытах на серой лесной и пойменной почвах. Улучшение азотного питания растений, инокулированных бактериями, связано с активизацией ассоциативной и симбиотической азотфиксации и уве личением количества биологического азота в растениях. Вынос макроэлементов N, P, K, Ca, Mg и Na, а также Fe и микроэлементов Mn, Zn, Cu, Co и Mo из почвы инокулированными бактериями растениями, возрастал вследствие увеличения их биомассы, без существенных изменений элементного химического состава (качест ва) растений в отличие от внесения минеральных удобрений, в особенности микроудобрений (Алексеев, 1978;

Вендило с соавт., 1991);

изменение соотношения питательных элементов в растительной продукции может быть причиной ряда заболеваний человека и животных (Алексеев, 1978). Внесение исследованных бактерий р.

Pseudomonas, увеличивая количество биологического азота в растениях и вынос ими макроэлементов и микро элементов из почвы, позволяет уменьшить дозы минеральных NPK-удобрений в 1.5-3 раза при возделывании зерновых и корнеплодных культур без потерь продуктивности растений и исключить применение дефицитных микроудобрений, в том числе при выращивании бобовых.

1. Смирнов В.В., Киприанова Е.А. Бактерии рода Pseudomonas. Киев: Наукова думка. 1990. 264 с.

2. Vanura V. Inoculation of plant with Pseudomonas putida // Interrelationships between microorganisms and plants in soil (V. Vanura and F. Kunc, eds.). Prague: Publishing House of the Cechoslovak Academy of Sciences. 1989. P. 185-190.

3. Glick B.R., Todorovic B., Czarny J., Cheng Z., Duan J., McConkey B. Promotion of plant growth by bacterial ACC deaminase // Critical Reviews in Plant Sciences. 2007. V. 26. № 1. P. 227-242.

4. Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир. 1987. С. 194-197.

5. Grimes H.D., Mount M.S. Influence of Pseudomonas putida on nodulation of Phaseolus vulgaris // Soil Biology and Biochemistry. 1984. V. 16. № 1. P. 27-30.

6. Loper J.E., Buyer J.S. Siderophores in microbial interactions on plant surfaces // Molecular Plant – Microbe Interactions.

1991. V. 4. № 1. P. 5-13.

7. Bar-Ness E., Chen Y., HadarY., Marschner H., Rmheld V. Siderophores of Pseudomonas putida as an iron source for dicot and monocot plants // Plant and Soil. 1991. V. 130. № 1-2. P. 231-241.

8. Marschner H. Mineral nutrition of higher plants. Second edition. London, San Diego, New York, Boston, Sydney, Tokyo, Toronto: Academic Press. 1995. P. 553-559.

9. Минеев В.Г., Сафрина О.С., Шабаев В.П. Влияние бактерий рода Pseudomonas на некоторые физиолого биохимические процессы в растениях столовой свеклы // Доклады ВАСХНИЛ.1992. № 1. С. 16-21.

10. Shabayev V.P., Smolin V.Yu., Mudrik V.A. Nitrogen fixation and CO2 exchange in soybeans (Glycine max L.) inoculated with mixed cultures of different microorganisms // Biology and Fertility of Soils. 1996. V. 23. № 4. P. 425-430.

11. Vera-Estrella R., Barkla B.J., Higgins V.J., Blumwald E. Plant defense response to fungal pathogens // Plant Physiology.

1994. V. 104. № 1. P. 209-215.

12. Кравченко Л.В., Леонова Е.И. Использование триптофана корневых экзометаболитов при биосинтезе индолил- уксусной кислоты ассоциативными бактериями // Микробиология. 1993. Т. 62. Вып. 3. С. 453-459.

13. Алексеев Ю.В. Качество растениеводческой продукции. Л.: Колос ЛО. 1978. 256 с. + 14. Вендило Г.Г., Петриченко В.Н., Мамонова Л.В. Применение микроэлементов под свеклу столовую // Химизация сельского хозяйства. 1991. № 3. 43-46.

УДК 551.

ПОТОКИ СО2 ИЗ ПОЧВЫ В ЛЕСОБОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ ЮЖНОЙ ЕВРОПЕЙСКОЙ ТАЙГИ

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, г. Москва В последние десятилетия в контексте проблемы глобального изменения климата исследования роли природных экосистем в формировании баланса парниковых газов сохраняют особую актуальность.

Современные изменения климата, проявляющиеся, прежде всего, в глобальном повышении температуры на Земле, являются в настоящее время одним из основополагающих факторов, влияющих на все процессы, про текающие в биосфере. Согласно последним оценкам межправительственной группы экспертов по изменению климата за 2007 год увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере даже при самых оптимистиче ских сценариях может привести к увеличению глобальной температуры воздуха к концу столетия на 1.8°C. Од ной из основных причин, приводящих к глобальному повышению температуры воздуха, является рост содер жания СО2 в атмосфере, прежде всего, за счет увеличения антропогенных выбросов. Тенденция к их увеличе нию четко прослеживается, начиная с конца XIX века [3].

Растительный покров, поглощая СО2 из атмосферы и надолго удерживая его в связанном состоянии, иг рает существенную роль в поддержании равновесного содержания СО2 в атмосфере. Растения поглощают СО из атмосферы в процессе фотосинтеза и возвращают его в атмосферу в процессе дыхания. Основным источни ком СО2 является дыхание органотрофных микроорганизмов почвы, которые в 6-8 раз превосходит антропо генную эмиссию. В связи с этим для балансовых расчетов особое внимание нужно уделяться методам количе ственного определения потоков СО2 из почв различных экосистем. Различные типы растительных экосистем отличаются различной структурой углеродного баланса. Очевидно, что для создания надежных методик про гноза возможных будущих изменений содержания СО2 в атмосфере, будущих изменений климата и отклика различных растительных сообществ на эти изменения, необходимо проведение комплексных исследований, направленных на изучение углеродного баланса растительных сообществ, его структуры и чувствительности к изменению условий окружающей среды [3].

В рамках данного исследования в качестве объектов были выбраны два типа ельника и верховое болото, расположенные в Центрально-лесном государственном природном биосферном заповеднике (ЦЛГПБЗ), распо ложенном на юго-западной части Валдайской возвышенности (Тверская область, 56°30’N, 32°50’E). Выбор данного района исследований определялся, как его удаленностью от источников антропогенного загрязнения, так и его территориальным положением на южной границе зоны таежных лесов, предполагающим потенциаль но высокую чувствительность лесов данного района к современным и будущим изменениям условий окру жающей среды и климата.

Для проведения исследований выбраны два типа ельников: чернично-сфагновый и сложный. Основным фактором, определяющим геоботанические различия обоих выбранных участков, является уровень грунтовых 342   вод [1]. Первый, чернично-сфагновый ельник, характеризуется высоким уровнем грунтовых вод. Он типичен для бореального растительного сообщества, и на 86% состоит из ели (Picea abies L. Karst) с небольшим добав лением березы (Betula pubescens L.) и сосны (Pinus sylvestris L.). Почвы на участке болотно-подзолистые с большим запасом органического материала в разных стадиях разложения. Древостой второго, сложного ельни ка расположен на хорошо дренированных склонах водораздела с относительно глубоким уровнем залегания грунтовых вод и относится к еловым лесам неморальной структуры. Он расположен недалеко от первого экс периментального участка, и представлен в основном елью (53%) с добавлением березы, осины (Populus tremula L.), вяза (Ulmus scabra Mill.), ольхи (Alnus incana L.) и клена (Acer platanoides L.). Средний возраст ели на обоих участках по различным оценкам составляет 150 – 250 лет. Обе экосистемы характеризуются также большим за пасом надпочвенной мертвой биомассы сухостоя и валежа (до 30% от общего числа живой надпочвенной био массы) [6]. Также в качестве объекта исследований было выбрано верховое болото. Согласно классификации, принятой в Гидрометеослужбе РФ [2], выбранный для исследования болотный массив относится к выпуклым талым олиготрофным комплексным грядово-мочажинным болотам с сезонным промерзанием. Площадь болот ного массива 617 га. Состав болотных формаций характеризуется значительной неоднородностью. Наибольшее распространение имеет сфагново-пушицевый тип микроландшафта [5].

Измерения эмиссии СО2 проводились нами методом закрытых камер один раз в 7-10 дней. Отбор газо вых проб на содержание СО2 в камерах производили шприцами (объем 15 мл). Время экспозиции составляло минут с отбором контрольных проб через 5-10-15 минут. Анализ газовых проб проводили с использованием га зового хроматографа LI-COR. На выбранных для изучения эмиссии СО2 площадках в течение всего периода измерений параллельно с отбором газовых проб определялись температура и влажность верхнего слоя почвы, температура воздуха.

Расчет эмиссии диоксида углерода из почв производился по следующей формуле [4]:

ECO2=(C2-C1)·H·t- где ECO2 - эмиссия СО2, мг С·м-2·час-1;

С2 и С1 - конечная и начальная концентрации СО2 внутри изолято ра, мг С·м-3;

H - высота изолятора над поверхностью почвы, м;

t - время экспозиции, час.

Результаты исследования показали, что в течение месяца измерений значения показателя скорости эмис сии СО2 варьируются от 38 (болото) до 651,5 мг С·м-2·час-1 (сложный ельник). Скорость эмиссии СО2 в сложном ельнике достигает наибольших значений по сравнению с остальными объектами исследования: 651,1-184,4 мг С·м-2·час-1, меньшие значения показателя – в чернично-сфагновом ельнике: 152,9-366 мг С·м-2·час-1 и самые низ кие значения показателя – на верховом болоте: 38-209, 8 мг С·м-2·час-1. Скорость эмиссии СО2 различна не только для разных экосистем, но на разных микроландшафтах. В чернично-сфагновом ельнике измерения про водились на двух микроландшафтах: без мха и со мхом. Значения показателя варьируются 152,9-258,7 мг С·м ·час-1 и 185,88-336 мг С·м-2·час-1 соответственно. В сложном ельнике измерения проводились – без опада и с опадом. Значения показателя варьируются 259,4-556,8 мг С·м-2·час-1 и 184,4-651,5 мг С·м-2·час-1 соответственно.

На верховом болоте измерения проводились на двух микроландшафтах: гряда и мочажина. Значения показате ля варьируются 38-209,8 мг С·м-2·час-1 и 42,1-122,4 мг С·м-2·час-1 соответственно. Проведенные измерения пока зали, что скорость эмиссии СО2 зависит от температуры: при повышении температуры значение показателя возрастает. На примере одного из вариантов опыта (чернично-сфагновый ельник, со мхом): при температуре 20,4 оС скорость – 223,8 мг С·м-2·час-1, температура снижается 15,4 оС – падает скорость 152,9 мг С·м-2·час-1, за тем при 24,3 оС – растет 258,7 мг С·м-2·час-1, потом опять снижается 18,5 оС – 165,1 мг С·м-2·час-1. Подобные за кономерности наблюдаются и на остальных объектах исследования.

Таким образом, для получения реальных оценок годовых потоков СО2 из почв необходимо проведение многолетних круглогодичных наблюдений за эмиссией СО2 из почв.

1. Минаева Т.Ю., Шапошников Е.С. Характеристика региона и природные условия территории Заповедника // Сук цессионные процессы в заповедниках России и проблемы сохранения биологического разнообразия. Санкт Петербург: РБО. 1999. С. 296-299.

2. Наставления гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 8. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 295 с.

3. IPCC. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the IPCC, Cambridge University Press, 2007. 960 p.

4. Larionova A.A., Yermolaev A.M., Blagodatsky S.A., Rozanova L.N., Yevdokimov I.V., Orlinsky D.B. Soil respiration and carbon balance of gray forest soils as affected by land use // Biol. Fertil. Soils, 1998. Vol. 27. P. 251-257.

5. Schulze E.-D., Lloyd J., Kelliher F.M., Wirth C., Rebmann C., Luhker B., Mund M., Knohl A., Milyukova I.M., Schulze W., Ziegler W., Varlagin A.B., Sogachev A.F., Valentini R., Dore S., Grigoriev S., Kolle O., Panfyorov M.I., Tchebakova N., Vygodskaya N.N. // Global Change Biol. 1999. V. 5. № 6. P. 703.

6. Vygodskaya N.N., Schultze E.-D., Tchebakova N.M., Karpachevskii L.O., Kozlov D., Sidorov K.N., Panfyorov M.I., Abrazko M.I., Shaposhnikov E.S., Solnzeva O.N., Minaeva T.Y., Jeltuchin A. S., Wirth C., Pugachevskii A.V. // Tellus.

2002. V. 54B. P. 443.

УДК 630.

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК ИНСТРУМЕНТ АНАЛИЗА ДИНАМИКИ УГЛЕРОДНОГО

БЮДЖЕТА ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ ЦЕНТРАЛЬНОЙ РОССИИ

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, г. Пущино Московской области В работе использовалась система моделей биологического круговорота углерода и азота в лесных экоси стемах EFIMOD (Моделирование динамики…, 2007), которая служит для анализа динамики почвы и древостоя Динамика запасов углерода в основных депо при различных сценариях лесопользо вания и при разных климатических сценариях. По оси абсцисс отложен шаг моде лирования, по оси орди-нат – запас углерода (в т/га). А, Г – сценарий без рубок;

Б, Д – с выборочными рубками;

В, Е – со сплошными рубками.

риментальных объектов были выбраны Мантуровское лесничество в Костромской области и Данковское лес ничество в Московской области. На начало моделирования на территории Мантуровского лесничества преоб ладали пионерные сообщества – березняки, сосняки и осинники (86%), и только 14% территории занимали ель ники. По возрастному составу территория была представлена молодыми и средневозрастными древостоями;

только 16% площади были заняты древостоями старше 70 лет. В Данковском лесничестве преобладали средне возрастные насаждения (53% от общей площади), высока была доля спелых и перестойных (17% и 18%, соот ветственно). В древесном ярусе доминировали сосна и ель (31% и 24%, соответственно), а также осина (19%) и береза (16%). Для проведения модельного эксперимента были приняты три лесохозяйственных сценария: 1 – без рубок, 2 – с выборочными рубками, 3 – с рубками ухода и последующими сплошными рубками, а также два климатических: 1 – при стационарном климате и 2 – в условиях климатических изменений (прогноз с помощью модели HadCM3, сценарий эмиссии A1Fi (Gordon et al., 2000)).

Результаты моделирования анализировались по следующим переменным: 1) динамика запасов углерода и азота в древостое, сухостое и валеже, пулах органического вещества почвы;

2) величина эмиссии углекислого газа;

3) чистая первичная продукция экосистемы. Запас углерода в древостое в случае Мантуровского лесниче ства при сценарии 1.1 (без рубок, стационарный климат) испытывает долгопериодические (40-50 лет) колеба ния, связанные с изменением видового и возрастного состава, увеличиваясь к концу периода моделирования до 90-100 т/га (при начальном значении этого показателя около 46 т/га). Данное увеличение связано с развитием начальных древостоев из молодняков. В Данковском лесничестве данный показатель относительно стабилен и остается на уровне 110-120 т/га. При сценарии 2.1 (с выборочными рубками, стационарный климат) наблюдаются частые небольшие колебания вследствие выборочных рубок, при общей тенденции к увеличению этого показате ля до значений порядка 70-75 т/га в случае Мантуровского лесничества и снижению до аналогичного уровня – в случае Данковского. При сценарии 3.1 (со сплошными рубками, стационарный климат) происходит снижение за паса углерода в древостое (до 35-45 т/га для Мантуровского лесничества и 65-75 т/га для Данковского лесничест ва). Можно отметить, что динамика запасов углерода в древостое более разнообразна, чем динамика запасов угле рода в почве;

причем данное разнообразие проявляется как при сравнении разных сценариев, так и при анализе временной динамики для одного сценария, где наблюдаются сильные флуктуации во времени этого показателя.

В сценарии 1.1 запас углерода в почве сначала незначительно увеличивается, затем происходит его ста билизация на уровне порядка 65 т/га в случае Мантуровского лесничества (при начальном уровне около 344   т/га). В сценарии 2.1 (с выборочными рубками, стационарный климат) также происходит стабилизация запаса углерода в почве к концу периода моделирования, но на более высоком уровне – порядка 70 т/га (Мантуровское лесничество). При этом наблюдаются частые колебания с небольшой амплитудой, вызванные разложением по рубочных остатков. В сценарии 3.1 (с рубками ухода и последующей сплошной рубкой, стационарный климат) происходит снижение общего запаса углерода в почве до величин порядка 60 т/га. Для Данковского лесничест ва характерна аналогичная динамика запасов углерода в почве, но абсолютные значения данного показателя превышают аналогичные для Мантуровского лесничества на 10-15 т/га. Если сравнивать реакции экосистем на разные климатические сценарии, можно отметить, что в сценариях с изменением климата (1.2, 2.2 и 3.2), кото рое выражается, в первую очередь, в повышении среднемесячных температур, происходит повышенное (по сравнению со сценариями со стационарным климатом) накопление углерода в фитомассе (менее заметное в случае Данковского лесничества с его большим содержанием углерода в фитомассе) и меньшее его накопление в пулах органического вещества почвы.

Также для обеих модельных территорий можно отметить, что разные фракции органического вещества лесных почв разным образом реагируют на лесохозяйственные сценарии. Стабильный гумус, являясь буфер ным компонентом почвы с длительным временем жизни и низкими скоростями разложения, медленно реагиру ет на антропогенные воздействия и климатические изменения. Лабильный гумус и подстилка, будучи лабиль ными фракциями, довольно быстро реагируют на изменение внешних условий – их количество может испыты вать как сильные краткосрочные колебания вследствие поступления порубочных остатков при рубках, так и долгопериодические колебания, связанные с изменением климатических показателей.

Суммарный объем эмиссии углекислого газа и сумма чистой первичной продукции (NPP) снижаются от сценария 1.1 к сценарию 3.1. Следует отметить, что уровень эмиссии углекислого газа зависит от количества поступающего на почву опада. Чем меньше органического вещества изымается из системы, тем больше его во влекается в процессы деструкции. Сравнивая между собой климатические сценарии, можно отметить, что при изменении климата повышается уровень эмиссии углекислого газа вследствие ускорения деструкционных про цессов в почве. Как следствие, увеличение количества доступных элементов питания приводит к повышению уровня NPP при сценариях «с потеплением». В сценарии без рубок лесная экосистема функционирует как сток, а в двух других сценариях является источником углерода. При потеплении баланс углерода во всех лесохозяй ственных сценариях превышает по своему абсолютному значению аналогичный показатель для стационарного климата. В первом сценарии это превышение идет в положительную сторону (повышение продуктивности дре востоев за счет потепления перекрывает увеличение объемов эмиссии углекислого газа), а в двух других – в от рицательную (вследствие повышения продуктивности насаждений возрастает и количество древесины, изы маемой при рубках).

Анализ результатов модельного эксперимента показал, что наибольшее накопление запасов углерода и азота в лесных экосистемах имеет место в сценарии без рубок. Изменения климата оказывают существенное влияние на скорость разложения органического вещества в почве, что приводит к повышению уровня эмиссии углекислого газа. Однако именно система лесохозяйственных мероприятий оказывает наибольшее влияние на лесные экосистемы, практически полностью нивелируя эффект от климатических изменений.

Работа поддержана Программой 4 Президиума РАН и грантом РФФИ 09-04-01209. Также авторы хотели выразить свою признательность к.б.н. Л.Г. Ханиной, к.б.н. М.В. Бобровскому, д.б.н. Т.В. Черненьковой и М.П.

Шашкову.

1. Chertov O.G., Komarov A.S., Nadporozhskaya M.A., Bykhovets S.S., Zudin S.L. ROMUL – a model of forest soil organic matter dynamics as a substantial tool for forest ecosystem modeling // Ecological Modelling. – 2001. – 138. – P. 289-308.

2. Gordon C.;

Cooper C., Senior C.A., Banks H., Gregory J.M., Johns T.C., Mitchell J.F.B., Wood R.A. The simulation of SST, sea ice extents and ocean heat transports in a version of the Hadley Centre coupled model without flux adjustments // Climate Dynamics. – 2000. – 16. – P. 147-168.

3. Моделирование динамики органического вещества в лесных экосистемах. / [отв. ред. В.Н. Кудеяров]. М.: Наука, УДК: 630.114:631.423.

class='zagtext'> ВЛИЯНИЕ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ НА ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ЛЕСНОЙ ПОДСТИЛКИ:

РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Пожары являются мощным фактором, воздействующим на все компоненты лесных экосистем, в том числе и на почвы. При этом значительной трансформации в процессе горения подвергается органическое веще ство (ОВ) лесной подстилки.

Цель исследования – выявить изменения в ОВ постпирогенных почв с помощью методов термограви метрии (ТГ) и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК).

Объектом исследования являлись органогенные и органогенные пирогенные горизонты серогумусовых почв сосновых лесов в Юго-Западном Прибайкалье, пройденных пожарами средней и высокой интенсивности в 2003 г.

На контрольной пробной площади (пр.п. № 1) лесная подстилка имеет мощность 2 см, в ее фракционном составе преобладает фракция трухи 74.3%, фракции хвои и травы составляют 4.5 и 2.2% соответственно, на ДТГ (а) – и ДСК (б) -кривые образцов лесной подстилки: 1 пр. п.№1, гор. О;

время на поверхности сфор составе которого абсолютное господство принадлежит грубой фракции (сучья, кора, шишки) – 69.6%. Органо генный пирогенный горизонт Opir имеет мощность 2 см. В его фракционном составе на долю древесного угля приходится 38.8%. Остальная часть (61.2%) принадлежит фракции трухи, представляющей собой смесь тонко дисперсных углей перемешанных с мелкоземом.

Термический анализ был выполнен с помощью приборов TG 209 F1 и DSC 204 F1 (Netzsch-Gertebau GmbH, Selb, Germany). Подготовка образцов для термического анализа заключалась их измельчении до гомо генного состояния. Термогравиметрию и дифференциальную сканирующую калориметрию осуществляли в окислительной атмосфере (воздух) при скорости нагрева 10Смин-1 от 25 до 1000С (ТГ) и 25 до 600С (ДСК), скорость потока защитного и продувочного газов 20 млмин-1. Для ТГ масса образца составляла 1116 мг, ти гель Al2O3;

для ДСК 12 мг, тигель алюминиевый с перфорированной крышкой, эталоном служил пустой алюминиевый тигель.

ДСК-кривые исследуемых образцов характеризовались наличием одного эндотермического и двух экзо термических пиков (рисунок). Эндотермический эффект обусловлен обезвоживанием, а экзотермические реак ции связаны с термической деструкцией ОВ. Эндотермическим и экзотермическим реакциям соответствовала убыль массы образцами, отражаемая на ТГ-и ДТГ-кривых (таблица). Потеря массы образцом в интервале 350°С соответствует термической деструкции лабильных, 350-500°С устойчивых (“recalcitrant”) и 500-650°С очень устойчивых (“refractory”) компонентов ОВ. Термическая деструкция лабильных компонентов связана с разложением углеводов (преимущественно гемицеллюлоз, целлюлозы), процессами дегидратации алифатиче ских структур и декарбоксилирования;

устойчивых компонентов с разложением (окислением) ароматических соединений (главным образом лигнина);

очень устойчивых с окислением высоко ароматических соединений, включая так называемый “черный углерод” (“black carbon”) (Lpez-Capel et al., 2005;

De la Rosa et al., 2008).

На рисунке приведены термограммы органогенных горизонтов почв контрольной и послепожарных пробных площадей. Термодеструкция ОВ лесной подстилки на пр.п. № 1 происходит в 3 стадии, которые соот Термодеструкция органического вещества лесных подстилок Примечание. 1 в числителе температурный интервал убыли массы, в знаменателе тем- лет “завуалировало” пература пика ДТГ. 2 в числителе потеря массы образцом при нагреве в % от исходной следы пожара: тер навески;

в знаменателе потеря массы образцом в данном интервале температуры в % от мическая деструк 346   вавшегося в результате пожара, “перекрывается” разложением ароматических соединений, поступивших в со ставе опада. Однако по потери массы термостабильных соединений данный образец сопоставим с контролем, что указывает на небольшое содержание угля в образце.

На термограммах горизонта Opir пр.п. № 3 наблюдались изменения по наличию и форме пиков, потери массы. ДСК-кривая характеризуется двумя экзотермическими пиками: первым широким с максимумом при 398°С и вторым небольшим с максимумом при 515°С. На ДТГ-кривой им соответствуют пики при 358 и 490°С.

Отмечено, что пик, соответствующий деструкции термолабильных соединений, на ДТГ-кривой данного образ ца выражен слабо, а на ДСК-кривой представлен лишь плечом (в области 354°С).

Содержание ОВ в горизонте Opir в 1,9 раза меньше контрольной величины. Доля термолабильных ком понентов в составе ОВ снижена до 35%, а доля термостабильных соединений, соответствующих второму и третьему пику, выше и составляет 56% и 6%. На четвертый экзотермический пик приходится 2,5% от общей потери ОВ.

Условия формирования угля (температура, достигаемая при пожаре, продолжительность горения исход ного материала, окислительные условия) определяют его химическую и морфологическую структуру. Наши исследования термодеструкции частиц угля, отобранных из горизонта Opir, показали, что образовавшийся уголь неоднороден по своему составу и характеризуется наличием пиков на ДСК-кривой при 449 и 500°С. При этом ДТГ-кривая отражает протекание нескольких стадий термодеструкции угля (20,5, 30,8, 20,6 и 1%) с максиму мами скорости потери массы при температуре 362, 394, 456, 636°С соответственно. Следовательно, уменьше ние массы образца органогенного пирогенного горизонта в интервале 324-587°С обусловлено деструкцией ос новной массы угля. При этом третий экзотермический пик на ДСК-кривой и соответствующая потеря массы образцом, по-видимому, связаны с присутствием соединений, образовавшихся в результате пожара.

Присутствие высокотемпературного пика на ДТГ-кривой (619-639°С) образцов как постпирогенных почв, так и на контрольной пробной площади свидетельствует о том, что он не связан с деструкцией веществ, образовавшихся в результате воздействия пожара в прошлом. Потеря массы образцами очень близкая. Наличие этого пика может быть обусловлено как исходной природной неоднородностью ОВ в отношении состава его ароматической части, так и окислением ароматических соединений (уголь, сажа), образующихся в процессе на грева образца.

Таким образом, применение методов термического анализа для оценки ОВ органогенных и органоген ных пирогенных горизонтов почв показало, что в результате пожара высокой интенсивности (пр. п. № 3) на фоне снижения содержания ОВ происходит увеличение в его составе доли ароматических компонентов (до 65%) за счет образовавшегося при пожаре угля. Не выявлено существенных изменений в термических характе ристиках ОВ лесной подстилки пр. п. № 2, подвергавшейся воздействию пожара средней интенсивности. Это связано как с небольшой долей присутствующего угля, так и с невозможностью определения по ДТГ и ДСК кривым его вклада в потерю массы и тепловой эффект соответственно вследствие перекрывания интервалов термодеструкции угля и компонентов опада.

1. De la Rosa J.M., Gonzlez-Prez J.A., Gonzlez-Vzquez R., Knicker H., Lpez-Capel E., Manning D.A.C., Gonzlez-Vila F.J. Use of pyrolysis / GC-MS combined with thermal analysis to monitor C and N changes in soil organic matter from a Mediterranean fire affected forest // Catena. 2008. V. 74. P. 296-303.

2. Lpez-Capel E., Sohi S.P., Gaunt J.L., Manning D.A.C. Use of thermogravimetry-differential scanning calorimetry to char acterize modelable soil organic matter fractions // Soil Science Society of America Journal. 2005. V. 69. P. 136140.

УДК 581.52(551.4)

РЯДЫ СТАБИЛЬНОСТЕЙ ПАР ЭЛЕМЕНТОВ В СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЕ

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, В процессе функционирования почвы между слагающими ее химическими элементами формируются определенные взаимосвязи, причиной которых может являться, например, антагонизм между парой элементов, вызванный электрохимическим вытеснением одного элемента другим из водного раствора почвы. Хотя такое электрохимическое взаимодействие локально и следует ожидать его проявления на коротких расстояниях ~1- см, перераспределение одного из взаимодействующих элементов в ландшафте эрозионно-денудационными про цессами и идущий параллельно вертикальный перенос элементов в процессах диффузии могут создавать согласо ванность в узорах пространственной изменчивости этой пары элементов на расстояниях порядка десятков или со тен метров. Такие взаимодействия между парами элементов способны приводить к созданию устойчивых сочета ний между ними, приводя к формированию рядов в большей или меньшей степени стабильных пар элементов.

Отыскание рядов стабильных пар элементов, количественная оценка их стабильности и построение предсказа тельных карт путем использования их связи с рельефом и составляют предмет настоящего исследования.

Опытный участок «Алфертищево» расположен на юге Московской области близ долины впадающей в р. Оку р. Кеденки, размер его 48 м 105 м, почва серая лесная сильно смытая, участок занят лугом. Через него проходит бровка речной долины. Рельеф снят по сетке с шагом 1 метр, средняя крутизна участка 15,2°, благодаря чему наблюдаются тесные связи свойств почв с рельефом. Для 47 точек наблюдения в двух слоях почвы (верхний 0-10 см и нижний 10-20 см) измерялись концентрации 10-ти элементов Сорг, Al, Fe, K, Ca, Mg, Mn, Cu, Zn и Pb, а Рис. 1. Предсказательные карты пространственного распределения Cu (вверху) и отсутствие значимых эф Zn (внизу) в слое почвы 0-20 см. Вид с востока. Концентрации выражены в весо вых процентах.

по факторам вспухания дисперсии, отсутствие значимого непостоянства дисперсии, отклонения распределения ошибок от нормального и нелинейность по МВ – анализом остатков, при наличии отклонений осуществлялись нелинейные преобразовании МВ;

дополнительно модели проверялись по методике кросс-валидации Аллена (ме тоды описаны в книге Montgomery and Peck, 1982).

При рассмотрении парных корреляции наиболее тесной была отрицательная связь между концентрация ми Cu и Zn: R = 0,553 (P10 ) в объединенном слое. Это значит, что Cu и Zn связаны между собой внутри слоя на расстоянии порядка радиуса бура (1,5 см). Значимая корреляция Cu и Zn между верхним и нижним слоями отсутствовала, как и одного элемента (Cu или Zn) между ними. Однако это еще ничего не говорит об отсутст вии связи между концентрациями Cu и Zn верхнего и нижнего слоя. Соответствующую информацию можно получить рассмотрением связи между вертикальными градиентами концентраций этих элементов. Верти кальный градиент определяется как отношение разности концентраций Cu в верхнем и нижнем слое к расстоя нию между этими слоями по вертикали (10 см);

аналогично для Zn. Между вертикальными градиентами Cu и Zn также обнаружена тесная отрицательная связь: R = 0,580 (P10 ). Это значит, что для Cu и Zn существует локальный механизм связи на расстояниях ~10 см. Этот механизм известен из общей химии как свойство одно го из этих элементов вытеснять другой из раствора из-за возникновения гальванической разности потенциалов в водных растворах.

Изучим теперь вопрос о нелокальной связи между Cu и Zn, то есть связи на расстояниях порядка десят ков метров. Уравнения регрессии для связи концентраций Cu, Zn и Сорг (в весовых %) в объединенном слое с рельефом (индексами показаны t-статистики, если абсолютная величина индекса меньше t0,05;

43 = 2,01, то МВ незначима в модели):

[Cu] = –0,000529kmax–4,77 – 0,0589MCA–3,78 – 0,0000448И1GA–3,51 + 0,00105И1kve+2,97+0,0645;

R = 0,474;

P10 ;

[Zn] = 0,000595kmax+4,49 – 0,0000897Z–3,44 – 0,000317И1H–3,19 – 0,000551kve–2,53 + 0,00344;

R = 0,443;

P10 ;

kmax – максимальная кривизна (описывает гребневые формы), MCA – площадь сбора (гидрологически важная величина), GA – крутизна склонов, kve – вертикальная разностная кривизна, Z – относительная высота, H – средняя кривизна (описывает оба механизма аккумуляции потоков), И1 – различающий участки выше и ниже бровки индикатор (1 ниже бровки и 0 – выше). (Индикаторы предназначены для описания неколичест венных характеристик ландшафта). Используя эти уравнения для Cu и Zn, получаем предсказательные карты их пространственного распределения, показанные на рис. 1.

Сравнение этих карт показывает, что в местах с увеличенной концентрацией Cu уменьшена концентра ция Zn, и наоборот (в статистическом смысле). Поскольку согласно уравнениям регрессии концентрация Cu 348   связана с гидрологически важной площадью сбора MCA, а концентрация Zn – нет, то медь активнее вымывается из почвы, чем Zn. Кроме того, концентрация Zn положи тельно связана с Сорг:

[Zn] = –0,427[Cu]–8,39+ 0,000229[Сорг]+2,86+ 0,00309[Fe]+2,81 + 0,382[Pb]+1,62 + 0,00128;

R = 0,690;

в то время как концентрация Cu не связана с Сорг:

[Cu] = –1,082[Zn]–7,58 – 0,0115[K]–4,94 + 0,00681[Ca]+3, + 0,00344[Fe]+2,15 + 0,0112;

R = 0,769;

P10.

Это говорит о том, что Сорг может до определен ной степени замедлять вымывание Zn водными потоками из-за противоэрозионной функции трав.

Для описания стабильности пар элементов введем коэффициент вариабельности Kvar, определяемый как умноженное на 100% отношение стандартного отклоне ния SD к среднему значению. При рассмотрении возни кающего только от приборного измерения SD, коэффици ент вариабельности известен как относительная ошибка Коль скоро карты Cu и Zn выглядят как позитив и негатив, то следует ожидать, что сумма [Cu]+a[Zn] с не которым весовым коэффициентом a 0 будет варьировать меньше, чем концентрация какого-либо одного из этих элементов. Для отыскания a и нахождения количественной оценки стабильности сочетания элементов введем метод наименьшей вариабельности, который состоит в минимизации Kvar для сочетания [Cu]+a[Zn] как функции a. Кривые с минимумом Kvar(a) показаны на рис. 2. Для объединенного слоя найденному сочета нию [Cu]+1,76[Zn] отвечает Kvar = 4,38%. Автором доказа но утверждение, что для анта гонистов на кривой Kvar(a) существует единственный экс тремум, являющийся строгим минимумом. a можно рассчи тать по формуле [A(A[Cu]СР–r[Zn]СР)], где A = SDZn/SDCu (коэффици ент корреляции r 0). Метод легко обобщается на элементы спутники (r 0).

Для оценки стабиль ности можно использовать ко эффициент эффективности сочетания min{KvarCu,KvarZn}/KvarCu+aZn.

Это позволяет построить ряды стабильностей пар эле ментов. На рис. 3 показан ряд стабильностей для элементов антагонистов;

первое место среди них занимает сочетание [Cu]+1,76[Zn]. Несмотря на низкие значения Kvar для неко торых сочетаний элементов, их эффективность оказывается низкой.

грантом РФФИ № 09-04-00652.

УДК: 631.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА гг. АБАКАН И

ЧЕРНОГОРСК РЕСПУБЛИКА ХАКАСИЯ

Институт Естественных Наук и Математики, г. Абакан Республика Хакасия Е-mail:shvabenland-irina@rambler.ru;

irina_shvabenlan@mail.ru Современный уровень развития почвоведения, позволяет исследовать морфологию почв. Такие исследо вания имеют географическую ориентацию, так как направлены на выяснения свойств почв.

В развитии естествознания почвоведение занимает особое место. Еще немногим более ста лет назад ца рили установившаяся система наук с четкими, казалось, незыблемыми границами. Под влиянием постепенного понимания всеобщей взаимосвязи как фундаментального свойства природы и для изучения его многообразных проявлений в конце прошлого века начался процесс углубленной специализации и взаимопроникновения есте ственных наук. Значение почвоведения в истории науки заключается в том, что появление почвоведения зна меновало начало современного этапа развития наук об окружающей среде. Актуальность работы связана с тем, что классические представления почвоведения, сформированные на примере европейских почв и почв Запад ной Сибири, зачастую не отражают специфики морфологии других регионов. В засушливых и экстраконтинен тальных условиях сухих и пустынных степей формируются каштановые и бурые пустынно-степные почвы. Не достаток влаги обусловливает очень чувствительную реакцию растительности и почвообразования даже на слабое изменение увлажнения [1].

Изучение почвы имеет важное практическое значение, прежде всего для сельского хозяйства, где она яв ляется основным средством производства. Однако, как бы ни велико было значение почв для сельского хозяй ства, этой областью практической деятельности человека изучение почв не исчерпывается. Роль почвы опреде ляется также незаменимой экологической ролью почвы как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы Земли в целом [3].

Развитие растительного покрова, характеристику его современного состояния, проявляющегося в его структуре, видовом составе и особенностях строения отдельных фитоценозов, нельзя понять в отрыве от всего комплекса природных факторов, характерных для каждого данного района: климата, рельефа, почвенного по крова и т.д. [2].

По геоморфологической характеристике территория современной Хакасской автономной области неод нородна и принадлежит трем крупным геоморфологическим регионам: Кузнецкому нагорью, Западному Саяну и Минусинской котловине (Койбальская степь). Каждый из них имел свою сложную историю развития, и в то же время они связаны между собой как отдельные части одной горной системы — Алтае-Саянской горной об ласти. Развитие рельефа на протяжении длительного периода сопровождалось как процессами интенсивного поднятия, так и продолжительного достаточно стабильного состояния, когда в результате денудации происхо дило выравнивание поверхности. Из многочисленных озер, расположенных в глубине каров, берут начало реки бассейна Енисея и Абакана. Природа Хакасии по своей красоте, уникальности и богатству не уступает Кавказу, Карпатам и даже самой Швейцарии. Территория занимает площадь 61,9 тыс. км2. Она вдвое больше Бельгии, в полтора – Дании, Голландии и Швейцарии. Современный климат данной территории характеризуется как резко континентальный с холодной зимой и жарким летом. Для него присущи резкие колебания температуры и осад ков. Географическое положение обусловливает изменение сумм солнечной радиации. Территория Хакасии по лучает большое количество солнечного тепла.

Господствующим типом почв в степных районах являются черноземы южные, обыкновенные, выщело ченные и оподзоленные. Наиболее пониженные, сухие участки, заняты каштановыми почвами. Местами встре чаются солончаки и солонцы.

Район исследования расположен в центральной части Минусинской котловины, на левом берегу Енисея.

В данном регионе наблюдаются закономерные изменения мощности гумусового слоя, количества гумуса, структурных агрегатов и других показателей плодородия почв. Так мощность гумусового слоя увеличивается с см у каштановых почв до 60 см у выщелоченных и оподзоленных черноземов, затем уменьшается до 25 см у гор ных дерново-подзолистых почв. Такая же закономерность наблюдается и в содержании гумуса.

Объектом исследования послужили чернозёмы, развитые на разных почвообразующих породах, а так же тёмно-каштановые почвы.

В ходе работы было проведено морфологическое описание 10 почвенных разрезов (из них 5 – в г. Абакан, 5 – в г. Черногорск) по стандартной схеме описания почв(1 – район Автовокзала;

2 – район частного сектора;

3 – район АЗС;

4 – парковая зона;

5 – центральная часть города). При лабораторных исследованиях использованы следующие методические приёмы: определение плотности из рассыпчатого вещества, гранулометрический состав почвы «сухим» и «мокрым» методом, определение общего органического углерода (гумус).

Геоморфология, почвообразующие породы, климатические условия Абакано - Енисейского междуречья определили некоторое своеобразие в формировании почвенного и растительного покрова.

На наиболее низких участках в сухих ложбинах на делювиальных бурых тяжёлых и средних суглинках под сухостепным разнотравьем формируются каштановые почвы.

Черноземы обыкновенные развиваются на выровненных участках поверхности низкогорного рельефа под лесостепными березово-лиственничными ландшафтами с участками луговой степи;

плоских выровненных участках пологих склонов под злаково-разнотравными степями;

на склонах северо-западной экспозиции с лу гово-степным разнотравьем и перелесками березы и лиственницы. На более крутых склонах северо-западной экспозиции, отличающихся меньшей задернованностью, под степным разнотравьем формируются неполнораз витые щебнистые почвы черноземовидного типа.

Гумусовый горизонт черноземов обыкновенных характеризуется как маломощный (до 27 см) и средне мощный (до 45 см), он подразделяется на два горизонта (А+АВ) с разной насыщенностью гумусом. По его со держанию почвы относятся к среднегумусным. Обогащенность гумусовыми веществами уменьшается вниз по профилю. Их высокое содержание в верхней части можно объяснить тем, что большая масса корней сосредото 350   чена именно в этом слое. Вниз по профилю либо его содержание уменьшается (до 12-11 мг / 1 кг почвы), либо данный элемент полностью отсутствует.

Также в профиле черноземов обыкновенных, развивающихся на разных элементах рельефа, отмечается наличие затеков и языков из гумусового горизонта в нижележащие горизонты. Видимо, это связано с тем, что низкие температуры и незначительный снежный покров приводят к морозному растрескиванию и засыпанию трещин гумусированным материалом.

Другой тип почв на изучаемом участке - каштановые почвы. Они формируются на делювиальных бурых тяжелых и средних суглинках. Их почвенный профиль схож с почвами, развивающимися по типу черноземов, но имеет каштановые тона окраски.

По гранулометрическому составу каштановые почвы относятся к легко- и среднесуглинистым. По мощ ности гумусовых горизонтов (А+АВ) - к маломощным и очень маломощным. Распределение гумуса по профи лю носит аккумулятивный характер. Наибольшая его концентрация наблюдается в верхнем горизонте (до 4- %). Далее вниз по профилю происходит постепенное уменьшение гумусовых веществ.

Почвы г. Абакан характеризуются некоторыми особенностями: уплотнение, затрудняющее естественное восстановление и развитие растительности, низкая влажность. По гранулометрическому составу эти почвы тя жёлого суглинистого состава (шнур сплошной с трещинами – тяжелый суглинок). Район МПС (окраина города Абакана) отличается большим содержанием песков с галечником. Это обусловлено тем, что в течение тысяче летий р. Абакан неоднократно меняла русло, что привело к образованию площади, сложенной песками и галеч ником. Структура почвы представлена как зернисто – пылевая (грани и ребра хорошо выражены 0,05-0,7 см, 10 см, 10-20 см, 20-30 см). Сложение уплотненное (нож входит с некоторым усилием;

10 – 20 см, 20 – 30 см.).

Плотность почвы: плотная – копается с трудом, кончик ножа с трудом входит на 1 – 2 см, 30 – 40 см, 40 – 50 см, 50 – 60 см. Тогда как почвы г. Черногорска по гранулометрическому составу – являются среднесуглинистыми (шнур сплошной, кольцо распадающееся при свёртывании), кроме того почвы характеризуются накоплением значительных количеств органического вещества. Сложение рыхлое (нож входит легко 0- 10 см, 10 – 20 см, – 30 см). Плотность почвы: рыхлая – сыплется, нож при падении погружается в нее, 0 – 10 см, 10 – 20 см, 20 – 30 см. Почвенный покров является верхним горизонтом литосферы, имеющим огромную потребительскую ценность и необходимым для существования биосферы. Почвы характеризуются высокой концентрацией в них живого вещества, продуктов его жизнедеятельности и отмирания. Они обладают высокой активностью.

Таким образом, проведенные исследования показали, что распределение почвенного и растительного покрова в данной местности тесно связано с рельефом и климатическими условиями. Рельеф во многом обу словливает перераспределение солнечной радиации и осадков. Основными типами почв являются черноземы обыкновенные и каштановые почвы. Все эти почвы либо среднегумусные, либо малогумусные. Это связано с тем, что поступаемые в почву органические вещества при недостатке влаги минерализуются, консервируются и накапливаются в форме гумусовых веществ. При этом большая часть гумуса сосредоточена в верхнем гумусо вом горизонте. В основном это связано с биоклиматическими условиями, которые препятствуют проникнове нию подвижных органических соединений вглубь профиля.

В результате, можно судить о направленности почвообразования, развитии или деградации почвенного покрова и это может послужить теоретической основой для разработки конкретных практических мер по со хранению почвенного покрова и повышению его плодородия.

1. Балаев А.Д. Гумусное состояние и водно-физические свойства чернозема типичного при его различном использо вании //Вестник с/х науки, 1985, № 11. С. 8-20.

2. Добровольский Г.В., Шеремет Б.В., Афанасьева Г.В. Почвы. Энциклопедия природы. – М.: ABF, 1998. 218 с.

3. Ремезов Н.П., Макаров В.Т. Почвоведение с основами земледелия. – М.: Изд-во МГУ, 1963. 234 с.

УДК: 631.

ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА НЕФТЕПРОДУКТАМИ

И ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ ПОД ВЛИЯНИЕМ АЗС

Институт Естественных Наук и Математики, г. Абакан Республика Хакасия Е-mail:shvabenland-irina@rambler.ru;

irina_shvabenlan@mail.ru До нынешнего столетия человек не очень ощутимо влиял на сбалансированную в процессе развития экологическую ситуацию. Нарушение этой гармонии, с которым в настоящее время столкнулся человек, явля ется следствием увеличения объема отходов, сбрасываемых в воду и воздух химическими и другими промыш ленными предприятиями.

Почва - колоссальное природное богатство, обеспечивающий человека продуктами питания, животных кормами, а промышленность сырьем. Веками и тысячелетиями создавалась она. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовывалась, ее строение состав и свойства. Почва обладает особым свойством – плодородием она служит основой сельского хозяйства всех стран. Почва при правильной эксплуатации не только не теряет своих свойств, но и улучшает их, становится более плодороднее. Однако ценность почвы оп ределяется не только ее хозяйственной значимостью для сельского, лесного и других отраслей народного хо зяйства, она определяется также незаменимой экологической ролью почвы как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы земли в целом. Через почвенный покров земли идут многочисленные эколо гические связи всех живущих на земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмо сферой. Из всего выше сказанного ясно, как велики и разнообразны роль и значение почвы в народном хозяй стве и вообще в жизни человеческого общества. Поэтому охрана почв и их рациональное использование, явля ется одной из важнейших задач всего человечества [1].

Почвообразующие породы — субстрат, на котором образуются почвы;

они состоят из различных мине ральных компонентов, в той или иной степени участвующих в почвообразовании. Минеральное вещество со ставляет 60-90% всего веса почвы. От характера материнских пород зависят физические свойства почвы — водный и тепловой ее режимы, скорость передвижения веществ в почве, минералогический и химический со став, первоначальное содержание элементов питания для растений. От характера материнских пород в большой мере зависит и тип почв. Например, в условиях лесной зоны, как правило, формируются почвы подзолистого типа. Если в пределах этой зоны почвообразующие породы содержат повышенное количество карбонатов ка лия, формируются почвы подзолистого типа. Если в пределах этой зоны почвообразующие породы содержат по вышенное количество карбонатов кальция, формируются почвы, значительно отличающиеся от подзолистых [2].

Главными источниками загрязнения воздуха и почв тяжелыми металлами являются продукты сжигания ископаемого топлива и выбросы промышленных предприятий, особенно горнодобывающих и металлургиче ских. Соединения тяжелых металлов, выбрасываемые в воздух различными производствами в составе пыли, дыма и летучей золы, оседают на почву и растения на расстоянии до десятков и даже сотен километров от ис точника эмиссий. [3] Нефтяное загрязнение почв относится к числу наиболее опасных, поскольку оно принципиально изменя ет свойства почв, а очистка от нефти очень сильно затруднена. Являясь веществом природного происхождения, нефть и все продукты ее переработки в биосферу поступают исключительно путем техногенеза. Добыча самой нефти, ее транспортировка, переработка, использование продуктов, полученных на основе нефти, являются серьезными факторами загрязнения окружающей среды. Последствия для почв, вызванные нефтезагрязнением, можно без преувеличения назвать чрезвычайными. Нефть обволакивает почвенные частицы, почва не смачива ется водой, гибнет микрофлора, растения не получают должного питания. Присутствие в почве «лишней орга ники» ведет к снижению содержания в ней кислорода, исчезновению плодородного слоя, подавлению фотосин теза в растениях [4].

Эксперимент был начат в начале лета 2009 года. Было выбрано 3 наиболее активно функционирующих заправки города Минусинска Красноярского края, расположенных в разных районах. На предмет содержания нефтепродуктов в почве, в ходе эксперимента были исследованы территории трех автозаправочных станций города Минусинска Красноярского края, расположенных: АЗС №1 по ул. Советская, АЗС №2 по ул. Гагарина, и АЗС №3 по ул. Большевистская. Данные АЗС были отобраны для эксперимента по возрастному параметру.

АЗС №1 по ул. Советской существует 7 лет, АЗС №2 по ул. Гагарина самая старшая из всех, она функциониру ет уже более 35 лет и до сих пор не имеет элементарного асфальтированного покрытия. АЗС №3 по ул. Боль шевистской существует более 20 лет, она наиболее соответствует санитарным требованиям, предъявляемым к данному виду промышленной деятельности.

Исследуемые территории испытывают воздействие нескольких антропогенных факторов: АЗС, автодо роги, частный жилой сектор.

Было взято 10 проб почв с каждой территории с расстоянием друг от друга в 10 метров в направлении удаления от АЗС. Изначально была проведена методика по определению концентрации нефтепродуктов (рису нок 1). Определение основано на методе флюориметрии, сущность которого заключается в регистрации оста точного свечения почвенной вытяжки в гексане. Также был апробирован метод определения тяжелых метал лов. Для этого использовался метод атомной адсорбции.

АЗС №1 по ул. Советской существует всего 7 лет, но так как она располагается практически в центре города и имеет удачное месторасположение, востребованность ее среди автолюбителей очень высока особенно в утренние часы, когда люди едут на работу. Следовательно, обнаруженные концентрации НП (от 1,42 мг/л до 5,59 мг/л) значительно превышают ПДК 0,3 мг/л.

АЗС №2 расположенная по ул. Гагарина существует уже более 35 лет. Данной АЗС пользуется в основ ном машинное отделение Электрокомплекса городской транспорт и грузовые автомобили, так как она распо ложена на окраине города и строилась специально для обслуживания Электрокомплекса. На данной АЗС толь ко в этом году начали проводить ремонтные работы. Все предыдущие годы данная заправка даже не была заас фальтирована, а так же не защищена крышей. Если на двух других АЗС происходит линейная закономерность снижения концентраций НП, то исходя из данной таблицы видно что на данной АЗС произошел скачок увели 352   По данным эксперимента выявили, что изменение концентрации нефтепродуктов происходило по ли нейной зависимости от изменения расстояния АЗС и значительно превышает ПДК = 0,3 в 5,5 раз. Это свиде тельствует о сильной загрязненности территории. Так же нами было определено содержание тяжелых металлов в почвенном покрове, подверженном влиянию АЗС. Исходя из полученных данных, можно сделать вывод о том, что на исследуемом участке АЗС №1 наблюдается закономерное снижение концентрации ТМ в зависимо сти от расстояния. Наблюдается превышение ПДК (3,0 мг/кг) содержания меди (Си), оно колеблется от 12, мг/кг до 16,46 мг/кг. На АЗС №2 виден скачек изменения концентрации ТМ на расстоянии 60 метров, это явля ется последствием произошедшей аварии, а так же не соблюдением ССЗ, которая должна составлять 100м. На блюдается превышение ПДК (3,0 мг/кг) по содержанию меди (Си) мг/кг, она колеблется от 15,7 мг/кг до 19, мг/кг. На территории АЗС № 3 происходит линейное снижение концентраций ТМ, но также наблюдается пре вышение ПДК (3,0 мг/кг) меди (Си) и наиболее сильно выражено это превышение на расстоянии 10 м от авто заправочной станции(20,49мг/кг).

Практически линейный характер зависимости количества нефтепродуктов в почве от расстояния от АЗС позволяет предположить о влиянии последней как основного загрязняющего фактора на данной территории.

Общий высокий фон содержания нефтепродуктов на участках свидетельствует о сильном загрязнении этой территории данной группой соединений.

Одним из способов очистки почв от нефтепродуктов при малых уровнях загрязнения является внесение удобрений, стимулирующих развитие микрофлоры и растений. В результате углеводороды частично минерали зуются, так как некоторые их фрагменты входят в состав гуминовых веществ.

1. Эрих. В.Н. Химия и технология нефти и газа. Уч.пособие для техникумов.- Л. «Химия», 2. Еремин В.Г., Сафронов В.В., Соломенцева Ю.М. Экологические основы природопользования. – М.: Высшая Шко 3. Феоктистова. В.С. Проблемы региональной экологии. 2000, №8.-С. 185-186.

4. Методическое пособие по почвоведению. – 2003.

ОЦЕНКА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ПАРКА «ПРЕОБРАЖЕНСКИЙ»

г. АБАКАН РЕСПУБЛИКИ ХАКАСИЯ

Институт Естественных Наук и Математики, г. Абакан Республика Хакасия Е-mail:shvabenland-irina@rambler.ru;

irina_shvabenlan@mail.ru Преображенский парк города Абакана стал лучшим градостроительным проектом 2009 года в Республи ке Хакасия.

Климат республики резко - континентальный, с холодной зимой и жарким летом (характерны резкие ко лебания температуры воздуха). Средняя температура июля +19 С°, января - 20 С°. В апреле - мае наблюдаются ветры большой силы. Территория. Площадь республики составляет около 61,9 тыс. кв. км.



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 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.