Вторник, 23.07.2019, 09:52
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту



Главная » Статьи » Экология

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ ПРИ ОСВОЕНИИ ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ РАЙОНОВ МАГАДАНСКОЙ ОБЛАСТИ

А.А. Пугачёв, ведущий научный сотрудник лаборатории геоботаники ИБПС ДВО РАН; доктор биологических наук (г. Магадан)
Г.В. Станченко, научный сотрудник лаборатории геоботаники ИБПС ДВО РАН (г. Магадан)

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ ПРИ ОСВОЕНИИ ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ РАЙОНОВ МАГАДАНСКОЙ ОБЛАСТИ

Характеризуются экологические особенности хозяйственного освоения почв и растительности в условиях континентального климата мерзлотных ландшафтах. Рассматриваются основные группы почв, их химизм с оценкой роли в функционировании экосистем Крайнего Северо-Востока России. Обсуждаются проблемы рационального использования почвенно-растительного покрова континентальных районов Магаданской области.

Ключевые слова: экологический риск, почвы, мерзлотные ландшафты, оптимизация, Магаданская область. 

 

Традиционные технологии использования почвенного покрова слабо ориентированы на учет экстремальности биоклиматических условий территории, таких как краткость вегетационного периода, низкая сумма активных температур. При освоении территории часто не учитываются генетические особенности почв, неглубокое оттаивание почвенных горизонтов, низкую водопроницаемость, переувлажнение и оглеение деятельного слоя. Нарушение почвенно-раститель- ных комплексов мерзлотных ландшафтов вызывает интенсивную эрозию, происходит криогенная деформация поверхности, снижение потенциального плодородия почв [2-4]. Необходимо интенсифицировать изучение особенностей функционирования природных комплексов при строительстве зданий, и сооружений формировании агроэкосистем, что дает реальную возможность оптимизации природопользования.

Водосборный бассейн Верхней Колымы характеризуется низкими показателями тепло- обеспеченности ландшафтов [1]. Среднегодовая температура воздуха по всей территории отрицательная, среднегодовое количество осадков не превышает 450 мм. Растительность представлена лиственничными лесами и редколесьям [7; 8; 11].

Рельеф преимущественно горный, суммарная площадь днищ речных долин и низменностей, приуроченных к межгорным впадинам, составляет не более 10 % территории. Характерно повсеместное распространение многолетней мерзлоты, только в поймах рек и под озерами получили развитие талики, обычно надмерзлотные [5; 6; 9].

Результаты и их обсуждение

Специфика природных условий рассматриваемой территории определяет большое разнообразие механизмов нарушений почвенно-растительных комплексов (ПРК), таких как криотурбация, криосолифлюкция, термокарст, термоэрозия, усиливающихся при внешнем воздействии [10].

Физико-химические свойства почв. В пределах зоны широко представлены процессы гидротермального преобразования пород, что находит свое отражение в свойствах и структуре почвенно-растительного покрова [7].

Криоземы развиваются на глинистых, суглинистых, иногда слоистых супесчано-песчаных отложениях. Для этих почв характерны: холодность, сильное промерзание зимой, низкие температуры, позднее и неглубокое оттаивание летом, признаки тикстот- ропии. Им свойственны низкие значения рН (3,7-4,4), высокая гидролитическая кислотность, ненасыщенность почвенно-поглощаю- щего комплекса основаниями, значительная гумусированность минеральной толщи. Характерной особенностью рассматриваемых почв является ретинизация органического вещества, подвижных форм фосфора и калия. Распределение в профиле основных макро- и микроэлементов вследствие криогенного перемешивания почвенной массы носит гомогенный характер.

Торфяно-болотные оглеенные почвы образуют основной массив пахотно-пригодных земель зоны. Им свойственны холодность, переувлажнение, постоянный мерзлотный водоупор, наличие мощного торфянистого слоя. Агрохимическая оценка изученных почв в естественном состоянии неблагоприятны или малоблагоприятны для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур. В процессе окультуривания почв отмечается заметное снижение кислотности, рост содержания обменных оснований и элементов питания. В отдельных случаях это приводит к чрезмерному зафосфачиванию пахотных горизонтов и излишнему накоплению доступного калия. Они заметно беднее остальных почв зоны подвижными формами микроэлементов, за исключением марганца.

Пойменные почвы по своим физико- химическим свойствам существенно отличаются от вышеописанных зональных мерзлотных почв. Для них характерен благоприятный гидротермический режим, слабокислая и близкая к нейтральной реакция, высокое содержание обменных катионов, значительное количество фосфора и калия, небольшие величины гидролитической кислотности.

Имеющиеся данные свидетельствует, что пойменные дерново-глеевые почвы отличаются очень высоким содержанием подвижного марганца, достигающим в надмер- злотной части профиля 538 мг/кг, что составляет около 100 % их валового содержания. Данное явление, возможно, связано с обога- щенностью марганцем пород в зонах гидротермальных преобразований и требует дальнейшего изучения.

Аналогичная ситуация с подвижной медью, достигающей содержания в горизонте ВС 93 % ее валового запаса. Четко выражена также и надмерзлотная ретинизация цинка, доступность которого при переходе от горизонта Bg2 к горизонту ВС возрастает от 11 до 20,5 мг/кг, находит отражение в высокой подвижности марганца, цинка и, отчасти, меди вследствие известкования и применения осушительных мелиораций.

Пойменные торфянисто-глеевые почвы обеднены подвижными формами микроэлементов. Особенно наглядно это проявляется по отношению к цинку, который до процесса освоения имеет низкий уровень, а при окультуривании данного типа почв характеризуются уже средним содержанием. По характеру распределения подвижного кобальта данные почвы имеют четко выраженную криогенную направленность строения профиля вследствие накопления кислого органического вещества в его над- мерзлотной части. Сельскохозяйственное использование данных почв обусловливает повышение их градации по обеспеченности микроэлементами: для марганца и кобальта - от средней к высокой, для меди - от высокой к очень высокой.

Сопоставление почв по содержанию подвижных форм микроэлементов свидетельствует в пользу континентальных районов Магаданской области (в отличие от прибрежных), которые характеризуются высоким содержанием меди, молибдена, бора и частично марганца. По накоплению цинка старопойменные глеевые почвы относятся к средне- и высокообеспеченным, таежно- мерзлотные и старопойменные торфянисто- глеевые - к низкообеспеченным. В целом процесс окультуривания почв рассматриваемой территории сопровождается хорошо заметной тенденцией к увеличению содержания подвижных форм молибдена и бора; находит отражение в высокой подвижности марганца, цинка и, отчасти, меди вследствие внесения в грунт специальных добавок для снижения уровня кислотности и применения осушительных мелиораций.

Подавляющей части почв континентальных районов региона свойственны кислая реакция, высокая гидролитическая кислотность, низкое содержание обменных оснований, фосфора и калия. Мерзлотные почвы при сельскохозяйственном использовании нуждаются в проведении специальных агромелиоративных мероприятий: дополнительный дренаж, планировка поверхности и, в ряде случаев, тепловая мелиорация.
Устойчивость почв к антропогенным воздействиям. Почвенно-раститель- ные комплексы (ПРК) территории неустойчивы к внешним воздействиям, легко разрушается и очень медленно осстанавливается. Отличительной чертой региона является повсеместное распространение различных типов и длительно-сезонной, сухой и льдистой форм мерзлоты, что определяют разнообразие механизмов деградации ПРК, проявление которых часто носит комплексный характер [7; 9].

Особенность деградации ПРК при внешнем воздействии состоит в проявлении, помимо обычных механизмов нарушения эрозии и дефляции, также и специфичных - криотурбаций и термокарста, определяемых мерзлотным состоянием почвогрунтов. Проявляясь в естественных условиях, указанные механизмы нарушений резко активизируются при антропогенном воздействии на экосистему.

Деградация почвенного покрова агроландшафтов. Универсальным показателем направленности развития почвенных процессов и формирования внешнего облика мерзлотных ландшафтов является дренаж территории [10]. Так, ослабление дренажа, дальнейшее заболачивание и накопление на поверхности мохово-торфяного горизонта обусловливают понижение температуры, уменьшение глубины сезонного оттаивания. В конечном итоге это приводит к ускорению процессов деградации. Строение профиля почвы и ее свойств, характера генетических горизонтов, криологического состояния, положения почв в рельефе определяют устойчивость ПРК к антропогенной нагрузке и содействуют формированию мерзлотных ландшафтов с льдистыми многолетнемерзлыми породами.

Участки на таликах с пойменными, часто длительно сезонномерзлыми почвами, подстилаемые галечниками. Сельскохозяйственное освоение таких почв требует применения специальных, часто дорогостоящих, агротехнических приемов, в т. ч. внесения большого количества минеральных и органических удобрений. В процессе освоения происходит почти полное (до 90 %) извлечение органогенных почвенных горизонтов, которые заменяются торфокомпос- тами. В результате формируется искусственный пахотный горизонт повышенной каменистости. Кроме того, деградации почв способствует смыв мелкозема в период весенних и летних паводков, обычных для территории. Высокая проницаемость почв и отсутствие многолетнемерзлого субстрата обусловливают промывной водный режим, приводящий к интенсивному выносу минеральных и органических удобрений за пределы сельхозугодий. В связи с этим требуется ежегодное использование высоких доз N, P, K и периодическое (раз в несколько лет) внесение торфокомпостов.

В результате хозяйственного освоения ПРК граница сезонного протаивания может опуститься ниже слоя хорошо проницаемых галечников, что резко изменяет их водный режим, увеличивая интенсивность выноса элементов питания из корнеобитаемого слоя. Увлажненные участки высоких речных террас, пологие горные склоны, на которых развиты льдистые мелкодисперсные почвенные образования, часто с повторно- жильными льдами, особенно уязвимы при хозяйственном использовании. Освоения таких элементов рельефа сопровождается ликвидацией естественной растительности и осушением почвенного слоя, криогенные процессы приобретают противоположную направленность по сравнению с естественными тенденциями развития ландшафтов. Глубина сезонного протаивания почвенных горизонтов увеличивается в 1,5-3,0 раза, поверхность осваиваемых участков часто понижается, иногда на глубину 30-60 см, и становится более контрастной в тепло- массопереносе за счет вытаивания многолетнего льда.

Снижение плодородия сельхозугодий обычно наблюдается в результате локального неблагоприятного воздействия мерзлотных процессов как в период освоения в результате срезки почвенного слоя с положительных и засыпка отрицательных элементов криогенного рельефа, так и в период эксплуатации. На месте возникающих термокарстовых провалов отмечается резкое увеличение содержания элементов питания растений, вплоть до образования корок, за счет миграции водорастворимых соединений. Происходит дренирование территории поверхностным и надмерзлотным стоком, наблюдающееся преимущественно по слабо водопроницаемым песчано-пылевато-глинистым и органогенным почвогрунтам. Обследование выведенных из сельскохозяйственного оборота участков свидетельствует, что повсеместно прослеживается тенденция возвращения почвенного покрова в исходное состояние, характерное для естественных почвенно- растительных комплексов. На осушенных участках спустя нескольких лет восстанавливаются исходные формы рельефа, площади зарастают кустарничками и заболачиваются. Инструментально зафиксировано, что на таких угодьях сокращается глубина сезонного протаивания, а уровень мерзлоты поднимается за счет накопления льда во вновь образованном слое многолетне- мерзлых пород. На большей части выведенных из эксплуатации осушительных систем постепенно формируются исходные растительные сообщества с преобладаем злаков и осок. Обследование заброшенных участков показала, что на них могут активно развиваться термоэрозия, что предопределяет необходимость проведения мониторинга за их состоянием и оперативного вмешательства по предотвращению деградации или полного уничтожения почвенного покрова.

Таким образом, при разработке мероприятий по хозяйственному освоению почвенно-растительных ресурсов континентальных районов Магаданской области необходимо учитывать особенности функционирования почв и растительности в целостной системе каждого ландшафта. При этом перспективны использование нетрадиционных технологий и разработки проектов освоения, учитывающих особенности функционирования ПРК в условиях длительно-сезонной и многолетней мерзлоты.

 

Библиографический список

1. Клюкин Н.К. Климат / Н.К. Клюкин // Север Дальнего Востока. - М. : Наука, 1970. - С. 101-132.
2. Макеев О.А. Мерзлота как фактор почвообразования / О.А. Макеев // Проблемы почвоведения. - М. : Наука, 1978. - С. 196-200.
3. Наумов Е.М. Мерзлотно-таежные почвы Северо- Востока Азии / Е.М. Наумов, Т.В. Турсина, М.Н. Верба // Почвоведение. - 1985. - № 6. - С. 5-16.
4. Пугачев А.А. Методологические основы оценки устойчивости почвенно-растительных комплексов Крайнего Северо-Востока Азии / А.А. Пугачев, Г.В. Станченко // Вестник СВГУ.- Магадан : СВГУ, 2013. - Вып. 19. - С. 91-94.
5. Пугачев А.А. Устойчивость почв Крайнего Северо-Востока России к антропогенным воздействиям / А.А. Пугачев, Г.В. Станченко // Чтения памяти академика К.В. Симакова : матер. докл. Всероссийской научной конференции. - Магадан : СВНЦ ДВО РАН, 2013. - С. 212-213.
6. Пугачев А.А. Особенности почвообразования в тундролесьях Крайнего Северо-Востока России / А.А. Пугачев, Г.В. Станченко // Экологические проблемы северных регионов и пути их решения : матер. V Всероссийской научной конференции с международным участием: в 3 ч. - Апатиты : КНЦ РАН, 2014. - Ч. 2. - С. 36-39.
7. Пугачев А.А. Структурно-функциональная организация почвенно-растительного покрова Крайнего Северо-Востока России / А.А. Пугачев, Е.А. Тихменев. - Магадан : СВГУ, 2011. - 197 с.
8. Реутт А.Т. Растительность / А.Т. Реутт // Север Дальнего Востока. - М. : Наука, 1970. - С. 257-299.
9. Станченко Г.В. О принципах сохранения экологической стабильности почвенно-растительных комплексов мерзлотных ландшафтов / Г.В. Стан- ченко // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - Пенза : Академия Естествознания, 2013. - № 8. - С. 241-242.
10. Ухов Н.В. Мерзлотно-мелиоративные особенности сельскохозяйственного освоения земель Магаданской области : научно-техн. бюл. / Н.В. Ухов. - Новосибирск ; Магадан, 1990. - Вып. 1. - С. 16-28.
11. Флора и растительность Магаданской области (конспект сосудистых растений и очерк растительности). - Магадан : ИБПС ДВО РАН, 2010. - 364 с.

Источник: Научный журнал "Вестник Северо-Восточного государственного университета" 2018. - Вып. 30.


Категория: Экология | Добавил: x5443 (11.07.2019)
Просмотров: 9 | Теги: почва, ландшафт | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2019 Обратная связь