Содержание к диссертации
Введение
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9
1.1. Особенности миграции техногенных радионуклидов в почвах лесных биогеоценозов
1.2. Сорбционная модель поведения Cs-137 в почве 18
1.3. Особенности накопления растениями техногенных радионуклидов 24
1.4. Факторы, влияющие на поступление радионуклидов из почвы в растения .
Выводы 34
2. ПРОГРАММА, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 35
2.1. Программа исследований и объем выполненных работ 35
2.2. Объекты исследований 36
2.3. Методика исследований 46
3. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Геологическое строение, рельеф и гидрография Ульяновской. области
3.2. Климатические условия Ульяновской области 54
3.3. Лесорастительное, лесокультурное районирование и растительность Ульяновской области
3.4. Почвы и почвообразующие породы Ульяновской области 59
Выводы 61
4. СОДЕРЖАНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ В ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ
4.1. Радиационный фон и плотность загрязнения техногенными-радионуклидами лесных почв
4.2. Вертикальная миграция техногенных радионуклидов по почвенному профилю
Выводы 74
5. СОДЕРЖАНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ В ДРЕВЕСНОЙ И НЕДРЕВЕСНОЙ ПРОДУКЦИИ ЛЕСА
5.1. Содержание радионуклидов в древесных растениях 75
5.2. Содержание Cs-137 и Sr-90 в живом напочвенном покрове, грибах и других компонентах лесного фитоценоза
5.3. Содержание техногенных радионуклидов в организме пчел и продуктах их жизнедеятельности
Выводы 93
6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ, ПРОГНОЗ ДИНАМИКИ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЛЕСНЫХ БИОГЕОЦЕНОЗОВ И ИХ РЕАБИЛИТАЦИЯ
6.1. Дозовые нагрузки от внешнего облучения и прогноз радиационной обстановки на загрязнённых радионуклидами лесных территориях Ульяновской области
6.2. Проект электронной карты поквартального радиоактивного . загрязнения лесхозов Ульяновской области
6.3. Динамика накопления Cs-137 в лесных биогеоценозах Ульяновской пп области
6.4. Агрохимические методы реабилитации загрязненных территорий 105
6.4.1. Влияние минеральных добавок на поступление радионуклидов » в растения из различных типов почв (лабораторный опыт)
6.4.2. Определение эффективности минеральных добавок в полевых 11
условиях
6.4.3. Обоснование экологической безопасности применения предлагаемых минеральных добавок
Выводы 127
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 128
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ 130
ЛИТЕРАТУРА 132
ПРИЛОЖЕНИЯ 150
- Особенности миграции техногенных радионуклидов в почвах лесных биогеоценозов
- Программа исследований и объем выполненных работ
- Климатические условия Ульяновской области
Введение к работе
Актуальность темы. Радиоактивное загрязнение является основной составляющей частью радиационного фона в современной биосфере. Радионуклиды играют все возрастающую роль в функционировании лесных экосистем, которым приписывают главную роль в их поглощении и перераспределении. Выявление особенностей поведения радионуклидов необходимо для установления закономерностей этого процесса применительно к конкретным почвенно-климатическим условиям и, в конечном итоге, для обоснования правильной стратегии формирования радиоустойчивых лесных биогеоценозов.
Большинство исследований последовавших за аварией на Чернобыльской АЭС проведено на территориях с высокой плотностью загрязнения почвы Cs-137. Однако поведение радиоцезия и других изотопов на терри-ториях с плотностью загрязнения менее 5 Ки/км имеет свою специфику. В условиях лесостепи Ульяновской области подобных исследований не проводилось.
Работа выполнялась в рамках Государственной федеральной целевой программы «Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы» по проекту «Особенности миграции техногенных радионуклидов в лесных экосистемах лесостепной зоны (на примере лесостепи Среднего Поволжья)»
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось выявление закономерностей накопления и перераспределения Cs-137 и Sr-90 в основных компонентах лесных биогеоценозов Ульяновской области для обоснования мероприятий по снижению их поступления в растения.
5 В соответствии с целью исследований были поставлены следующие задачи:
провести радиоэкологическое обследование лесных территорий Ульяновской области и выявить особенности миграции и накопления техногенных радионуклидов в основных компонентах лесных биогеоценозов;
создать электронные карты поквартального радиационного зафязнения лесхозов для повышения эффективности контроля радиационного воздействия на лесные территории и облегчения процесса радиоэкологического мониторинга Ульяновской области;
установить степень зафязненности радионуклидами древесных растений, живого напочвенного покрова, грибов и других компонентов лесных фи-тоценозов данного региона;
оценить эффективность и обосновать целесообразность использования новых сочетаний минеральных добавок для снижения поступления радионуклидов из почвы в растения.
Научная новизна и теоретическая значимость работы. Впервые в условиях лесостепи Среднего Поволжья, как региона с минимальным уровнем радиоактивного загрязнения, установлены закономерности миграции, аккумуляции и перераспределения техногенных радионуклидов в почвенно-растительном покрове. Выявлены видовые различия в накоплении радионуклидов в древесных и недревесных компонентах лесных биоценозов. Предложены новые композиции минеральных добавок, снижающих поступление радионуклидов из почвы в растения.
Практическая ценность полученных результатов. Данные о радиационной обстановке в лесном фонде в виде тематических карт поквартального загрязнения переданы в лесхозы для практического использования. Минеральные добавки, включающие в качестве одного из компонентов Берлинскую лазурь, могут быть использованы в комплексе реабилитационных мероприятий, направленных на улучшение экологической ситуации для получения, в перспективе, экологически-чистой продукции главного и
побочного пользования. Материалы исследований использованы при подготовке методических указаний к лабораторному практикуму «Радиоэкологический мониторинг» для студентов технических и экологических специальностей.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на I республиканской научно-практической конференции «Проблемы государственного мониторинга природной среды на территории Республики Марий Эл» (Йошкар-Ола, 2002), X Перфильев-ских чтениях «Растительность и растительные ресурсы Европейского севера России» (Архангельск, 2003), Международной конференции «Стационарные лесоэкологические исследования: методы, итоги, перспективы» (Сыктывкар, 2003), III Международной научно-практической конференции «Состояние биосферы и здоровье людей» (Пенза, 2003), Международном симпозиуме «Комплексная безопасность России — исследования, управление, опыт» (Москва, 2004), Международной научно-практической конференции «Проблемы радиоэкологии леса. Лес. Человек. Чернобыль» (Гомель, 2004), XI Всероссийской студенческой конференции «Экология и проблемы охраны окружающей среды» (Красноярск, 2004), ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Марийского государственного технического университета (Йошкар-Ола, 2002, 2003, 2004).
Публикации. По тематике диссертации опубликовано 14 печатных работ.
Личный вклад автора заключается в формировании целей и задач исследований, обработке и анализе литературных и экспериментальных данных, разработке программы и выборе методик. Полевые и лабораторные эксперименты, построение моделей и внедрение результатов исследований выполнены при непосредственном участии автора.
Научные положения и рекомендации, выносимые на защиту:
оценка радиоэкологической обстановки на лесных территориях Ульяновской области;
закономерности накопления радионуклидов основными лесообра-зующими древесными породами в различных типах лесорастительных условий;
новые композиции минеральных добавок, снижающих поступление радионуклидов из почвы в растения;
рекомендации по обеспечению экологически безопасного лесопользования на радиационно-загрязненных территориях Ульяновской области.
Обоснованность и достоверность результатов исследований основывается на достаточном объеме экспериментального материала и его обработке методами математической статистики, применением геоинформационных систем при полевых работах, подготовке картографических материалов и оцифровке данных, а также воспроизводимостью результатов. За время исследований проведено более 10 тыс. замеров мощности экспозиционной дозы гамма-излучения, отобрано около одной тысячи образцов почвы и растительности, в которых затем была определена удельная активность радионуклидов. Для определения биометрических показателей роста проведены измерения около 7000 растений.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, списка литературы и приложений. Объем работы составляет 149 страниц машинописного текста, в том числе 35 таблиц, 35 рисунков и 8 приложений. Список литературы включает 171 наименование, 14 из которых принадлежит зарубежным авторам.
Благодарности. За помощь в постановке экспериментов, организации полевых исследований, оформлении работы автор благодарен своему научному руководителю, профессору кафедры лесных культур и механизации лесохозяйственных работ МарГТУ, доктору с.-х. наук Е.М. Романову. Особую благодарность автор выражает доценту кафедры экологии, почвоведения и природопользования МарГТУ, кандидату биологических наук О.В. Малюта.
8 Автор благодарен всем коллегам по совместной работе, коллективу лаборатории «Биоэкос» МарГТУ, старшему преподавателю кафедры экологии, почвоведения и природопользования МарГТУ, кандидату биологических наук И.И. Митяковой, начальнику Федерального агентства лесного хозяйства по Ульяновской области, кандидату с.-х. наук В.А. Кублику, директору ФГУ «Инзенский лесхоз» Б.К. Камаеву, коллективу Инзенской почвенно-химической лаборатории, начальнику научного отдела Национального парка «Смольный» Г.Ф. Гришуткину, главному лесничему ФГУ «Б.Березниковский лесхоз» А.П. Акайкину за оказание существенной помощи в организации и проведении полевых исследований.
Особенности миграции техногенных радионуклидов в почвах лесных биогеоценозов
Радиоактивное загрязнение является основной составляющей частью радиационного фона в современной биосфере. Радионуклиды вовлекаются в круговорот веществ и активно накапливаются растениями и животными, то есть становятся неотъемлемым звеном пищевых цепей и играют огромную роль в функционировании экосистем. Поэтому изучение поведения радионуклидов в природных условиях приобретает все более приоритетное значение.
Для получения адекватных оценок последствий аварийного выброса ЧАЭС, комплексного радиоэкологического картирования загрязнённой территории, разработки контрмер для снижения дозовых нагрузок на население требуется учёт многих факторов, определяющих интенсивность потоков радионуклидов в компонентах экосистем (Агеец и др., 1998). К числу необходимых для учёта факторов, определяющих интенсивность переноса радионуклидов в звеньях биологических цепочек, относятся, в том числе, обменная сорбция на минеральной и органической компонентах почвы, избирательная сорбция глинистыми минералами, соосаждение с содержащимися в почвенном растворе соединениями железа и алюминия, а также поглощение клетками почвенной микробиоты (Фирсова, 1996). Изучение перераспределения радионуклидов в почве имеет исключительно важное значение для правильного понимания и оценки интенсивности включения их в биогеохимические цепи миграции, расчета адекватных прогнозных оценок динамики радиологической ситуации на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению (Иванов и др., 1996).
После выпадения радиоактивных осадков на лес начинается их горизонтальная и вертикальная миграция под воздействием атмосферных осадков и ветра, гравитационных сил, а также вследствие опада листьев, хвои, веток и коры (Алексахин, Тихомиров, 1971; Тимофеев-Ресовский, 1962; Тихомиров, 1972). Независимо от типов почв и ландшафта основная масса дозообразующих радионуклидов длительное время удерживается в верхнем почвенном слое. По мере перемещения радионуклидов в лесную почву усиливается перенос их в обратном направлении почва - корни - ствол — крона (Савельев, 1996). На скорость и величину этого процесса влияет взаимодействие радионуклидов с почвой, которое зависит от условий внешней среды, таких как температура, влажность, солевой состав и рН почвенного раствора, а также от катионообменной ёмкости почвы, концентрации конкурирующих ионов и биомассы почвенных микроорганизмов (Рыбалка и др., 1997; Санжарова и др., 1996). В почвах различных ландшафтов интенсивность миграции неодинакова, т.к. на распределение радионуклидов в почвенном профиле большое влияние оказывает гидрологический режим (Алексахин, Нарышкин, 1977; Куликов и др., 1990; Павлоцкая, 1973; Спиридонов, Фесенко, 1996). В почвах гидроморфного ряда интенсивность миграции радионуклидов примерно в 2-3 раза выше, чем в аморфных. Так например, вертикальная миграция Cs-137 по профилю торфяно-глеевой почвы естественного луга происходит более интенсивно, и в 1995 г. уже больше половины этого радионуклида находилась глубже 5 см, в то время как в дерново-подзолистой почве - только около 10 % (Пристер и др., 1997).
Повышенная вертикальная миграция радионуклидов в гидроморфных почвах ландшафтов с высоким уровнем залегания грунтовых вод (поймы, болота и т.д.) диктует необходимость отнесения этих ландшафтов к критическим, т.е. зонам наиболее вероятного и быстрого поступления радионуклидов в грунтовые воды (Щеглов, 1999). В то же время, следует отметить, что со временем наблюдается снижение подвижности Cs-137 в почве. Значительную роль в уменьшении концентрации радиоцезия в почвенном растворе с увеличением времени контакта нуклида с почвой играют процессы перераспределения цезия по обменному комплексу почвы. Такое перераспределение влечёт за собой увеличение общей энергии связи обменного цезия с поглощающим комплексом почвы, снижение подвижности и уменьшение биологической доступности (Погодин, Суркова, 1989). Степень минерализации почвенных горизонтов, также оказывает значительное влияние на миграцию. Слабая степень минерализации горизонтов обуславливает рыхлое сложение, хорошую водопроницаемость и относительно низкую поглотительную способность, что является возможной потенциальной причиной усиления миграции веществ через данные слои (Попов, 1994). Наличие в почвенном профиле плотных прослоек может служить локальным водоупором и приводить к оглеению вышележащих слоев, при избыточном увлажнении, вызывая мобилизацию миграционно-способных соединений, в том числе радионуклидов. Подстилающая порода в силу низкой влагопроницаемости и обогащенности глинистыми минералами будет выполнять роль геохимического барьера, однако наличие водоупора может приводить к повышению интенсивности горизонтальной миграции веществ (Щеглов, 1999; Прохоров, 1981).
Вклад, вносимый почвенной микробиотой (различные типы бактерий, низшие грибы, лишайники и т.д.) в процесс фиксации радиоцезия, всё еще требует тщательного и всестороннего исследования. Отмечена, например, способность микробиоты растворять глинистые минералы, прочно связывающие цезий в почве (Лукашев и др., 1971; Duff, Webley, 1963). Впервые активное участие живых организмов (в первую очередь микробиоты и растений) в преобразовании минеральных компонентов окружающей среды отметил ещё Вернадский (Вернадский, 1934).
Вследствие непродолжительности жизни микроорганизмов, фиксацию ими цезия-137 и других радионуклидов следует рассматривать как динамическую. Часть радионуклидов, инкорпорированных микробиотой при наступлении неблагоприятных для неё условий (например, при сильном высыхании почвы, зимнем понижении температуры), снова поступает в окружающую среду и распределяется между остальными «участниками соревнования» за калий и цезий (Бербер, 1988, Максимова, 1997). По мнению некоторых специалистов (Рыбалка и др., 1997), именно микробиота в первую очередь ответственна за несоответствие между долей легкодоступных фракций радионуклидов в почве и степенью их перехода в высшие растения.
Исходя из морфолого-генетической характеристики некоторых поверхностных горизонтов, существенный вклад в обогащение их радиоцезием вносят микроскопические грибы. Подобный факт отмечается рядом исследователей (Ефремова и др., 2002; Pietrzak-Flis, Radwan, 1996). Роль несовершенных грибов в аккумуляции 137Cs подтверждается высокой активностью тех частей зеленых мхов, которые в большей степени поражены плесенью.
Буферные свойства, кислотность, содержание гумуса в почве также оказывает воздействие на миграцию. Кислая реакция способствует увеличению подвижности большинства радионуклидов в почве и более активной миграции их в глубь почвенного профиля (Алексахин, Нарышкин, 1977; Куликов и др., 1990). Гумусовый горизонт является геохимическим барьером на пути вертикальной миграции радионуклидов. Присутствие гумусовых прослоек в почвенном профиле создает дополнительный барьер для передвижения радиоактивных веществ (Мартюшев и др., 1995).
Аккумуляция Cs в торфяных почвах обнаруживает связь с особенностями группового и фракционного состава органического вещества. Установлена чётко выраженная тенденция (Ефремова и др., 2002) положительной корреляции с гумусовыми компонентами, судя по степени гумификации торфа и величине C:N, отражающих глубину трансформации органического вещества торфа. Положительная связь миграции Cs выявлена с содержанием гумусовых кислот первой и второй реакций, слабая отрицательная — с третьей фракцией (Мещеряков, Прокопович, 1993). Неоднозначная роль компонентов гумусной системы в аккумуляции радиоцезия связана с особенностями химической природы различных фракций почвы, и более подробно будет рассмотрена в разделе 1.2.
Следует также отметить, что в лёгких по гранулометрическому составу, бедных элементами минерального питания почвах подвижность Cs-137 и его доступность для корневого усвоения растениями выше, чем на более тяжелых и плодородных почвах (Анисимов и др., 1991).
В дерново-подзолистых и подзолистых песчаных почвах автоморфных участков, обладающих низкими запасами гумуса, и тонкодисперсных частиц, единственным геохимическим барьером на пути вертикальной миграции радионуклидов является лесная подстилка. Именно эта часть профиля аккумулирует радионуклиды, и сдерживает их вертикальную и горизонтальную миграцию. Однако степень подвижности радиоактивных элементов и их доступность для растений из подстилки должна быть высока в силу ее слабой поглотительной способности вследствие кислой реакции среды (Щеглов, 1999).
Лесная подстилка является одним из важнейших компонентов лесных биогеоценозов: в ней накапливаются органические и минеральные соединения, происходят процессы разложения лесного опада, идёт миграция растворимых веществ (Карпачевский, 1981). Подстилка участвует в регуляции водного режима, в ее толще начинается жизненный путь дерева - прорастание семян и укоренение проростков (Козубов, Таскаев, 2002). Она во многом определяет качественный и количественный состав растворимого органического вещества, поступающего в минеральные слои почвы, что оказывает существенное влияние на миграционную подвижность радионуклидов в биогеоценозе в целом (Агапкина и др., 1989; Карпухин, 1986; Кауричев и др., 1977; Щеглов, 1999).
По прогнозным оценкам, подстилка длительное время может удерживать большую часть суммарной активности в загрязненных лесах (Тихомиров и др., 1990, 1993; Barbee, Brown, 1986). Ее особая роль в процессах аккумуляции радиоактивных веществ во многом определяется строением и мощностью (Ушаков, 1990; Щеглов и др., 1992). Пространственная неоднородность мощности подстилки определяет соответствующую неоднородность течения миграционных процессов как в системе «подстилка - минеральная толща почвы», так и в биогеохимических циклах радионуклидов (Щеглов, 1999).
Программа исследований и объем выполненных работ
Программа исследований включала рассмотрение следующих вопросов:
1. исследовать радиационную обстановку в лесном фонде Ульяновской области (плотность радиоактивного загрязнения почвы, мощность экспозиционной дозы гамма-излучения);
2. изучить особенности миграции техногенных радионуклидов (Cs-137 и Sr-90) по почвенному профилю и в системе «почва-растение»;
3. оценить степень накопления Cs-137 и Sr-90 в основных лесообра-зующих породах и хозяйственно-полезных растениях;
4. подобрать наиболее эффективные минеральные добавки, препятствующие поступлению радионуклидов в растения из различных типов почв;
5. создать электронную карту поквартального радиоактивного загрязнения лесхозов Ульяновской области.
Для реализации программных вопросов был проведен обзор литературы и патентный поиск, а также осуществлены эксперименты в полевых и лабораторных условиях.
Проведены исследования радиационной обстановки территорий 4 лесхозов Ульяновской области. За время исследований проведено более 10 тыс. замеров мощности экспозиционной дозы гамма-излучения, отобрано около 1 тыс. образцов почвы и растительности, в которых затем была определена удельная активность радионуклидов. Для определения биометрических показателей проведены измерения около 7000 растений
Объектами исследований служили компоненты лесных биогеоценозов на 8 стационарных участков, заложенных Инзенской почвенно-химической лабораторией, которые расположены на территориях Вешкаймского, Майнского, Инзенского и Карсунского лесхозов Ульяновской области. Плотность загрязнения почв Cs-137 составляет 1-5 Ки/км .
Стационарные участки для радиологического мониторинга заложены на преобладающих типах почв радиационно-загрязненных территорий и охватывают широкий диапазон ландшафтных условий, что в совокупности дает представление о наиболее типичных лесных ландшафтах.
В зоне загрязнения радионуклидами оказались лесные экосистемы со значительным разнообразием эдафических условий, возраста, структуры и породного состава древостоев. Так на территории Вешкаймского лесничества среди лесных экосистем, подвергшихся радиоактивному загрязнению, преобладают сосновые насаждения различного возраста с абсолютным или относительным доминированием сосны (рис.2.1). Среди эдафотипов сосняков наиболее часто встречается злаковые. Помимо сосны обыкновенной основными лесообразующими породами на исследованных территориях служат береза бородавчатая и пушистая, осина, дуб черешчатый, которые образуют как чистые, так и смешанные насаждения и встречаются в широком диапазоне экологических условий. Характеристика стационарных участков представлена в таблице 2.1.
Кроме того, с целью исследования эффективности действия мин. добавок, снижающих поступление радионуклидов в растения из различных типов почв, были заложены дополнительные пробные площади в Б.Березниковском лесхозе и Национальном парке «Смольный» Республики Мордовия.
По результатам обследований на стационарных участках почвенные разрезы имеют следующие характеристики:
Морфологическое описание дерново-карбонатной легкосуглинистой почвы на элювиальных известняках (разрез №1) (рис. 2.2) (Вешкаймский лесхоз, Вешкаймское л-во, кв. 9, выд. 5-6, СУ №1) А0 - 0-5 см - лесная подстилка
А] - 6-23 см - окрас темно-серый, структура непрочно комковато-пылеватая, сложение уплотненное, гранулометрический состав - легко суглинистый, новообразования и включения - гумусовые вещества, карбонаты, влажность - свежий, характер корневой системы - крупные и мелкие корни, характер перехода заметный.
С - 24-36 см - светло-серый окрас, сложение уплотненное, гранулометрический состав - легко суглинистый, новообразования и включения - карбонаты, влажность - свежий, характер корневой системы - крупные и средние корни, характер перехода постепенный.
Д - 37-51 см, (52-80 см), (81-115 см) - окрас светло-палевый, различаются по степени выветренности.
Морфологическое описание светло-серой лесной легкосуглинистой дерново-элювиальной почвы (разрез №2) (Вешкаймский лесхоз, Шарловское л-во, кв. 141, выд. 20, СУ №2)
Ао - 0-2 см - лесная подстилка.
Ai — 30-10 см - окрас светло-серый, структура пылеватая, непрочно-комковатая, сложение рыхлое, гранулометрический состав - легко-среднесуглинистый, новообразования и включения - гумусовые вещества, ла-промиты червей, влажность - свежий, характер корневой системы — мелкие и средние корни, характер перехода - заметный.
АВ - 11-27 см - окрас палевый, структура мелко комковато-пылеватая, сложение плотное, гранулометрический состав - среднесуглинистый, новообразования и включения - SiC 2, щебень, влажность - свежий, характер корневой системы — мелкие и средние корни, характер перехода -постепенный.
С - 28-50 см - окрас светло-палевый, структура плитчатая пылеватая, сложение плотное, гранулометрический состав - среднесуглинистый, новообразования и включения - щебень (прослойка), влажность - свежий, характер корневой системы — мелкие и средние корни, характер перехода - постепенный.
Ді - 51-65 см - окрас желтовато-бурый неоднородный, структура оре-ховато-плитчатая, сложение плотное, гранулометрический состав - среднесуглинистый, новообразования и включения - корни растений.
Д2 - 66-89 см - щебень.
Дз-90-120 см- щебень.
Морфологическое описание дерново-карбонатной среднесуглинистой щебенчатой почвы на элювиальных доломитах (разрез №3) (Вешкаймский лесхоз, Шарловское л-во, кв. 153, выд. 1, СУ №3) Ао — 0-2 см - лесная подстилка.
A] - 2-25 см - окрас светло-серый, структура мелко комковато-пылеватая, сложение плотноватое, гранулометрический состав - среднесуг-линистый, новообразования и включения - гумусовые вещества, щебень, влажность - свежий, характер корневой системы - мелкие и крупные корни, характер перехода - постепенный.
АВ - 25-35 см - окрас светло-серый, структура комковато-пылеватая, сложение плотноватое, гранулометрический состав — среднесуглинистый, щебень, новообразования и включения - гумусовые вещества, белые вкрапления, влажность - свежий, характер корневой системы — мелкие и средние корни, характер перехода - заметный.
Ді - 35-72 см - щебень.
Да - 72-93 см - окрас светло-желтый, сложение плотное, гранулометрический состав - тяжелосуглинистый.
Дз — 93-... см - доломитовый щебень.
Морфологическое описание светло-серой лесной легкосуглинистой почвы на глауконитовых песках, подстеленной слабовыветренной глауконитовой
породой (разрез №4) (рис. 2.3) (Майнский лесхоз, Майнское л-во, кв. 21, выд. 11, СУ №1) Ао - 0-3 см - лесная подстилка.
Аі - 4-7 см - окрас серый, структура непрочно комковато-пылеватая, сложение рыхлое, гранулометрический состав - легкосуглинистый, новообразования и включения - гумусовые вещества, влажность - свежий, характер корневой системы - крупные, средние и мелкие корни, характер перехода -заметный.
Климатические условия Ульяновской области
Климат Ульяновской области определяется физико-географическим положением в центре Русской равнины. Большая часть территории области находится в лесостепной зоне умеренного пояса (Алисов, 1957).
В силу географического положения региона и особенностей атмосферной циркуляции воздушных масс в атмосфере четко выражен сезонный ход температур. Умеренно-континентальный климат характеризуется теплым летом и умеренно холодной зимой. Область расположена на границе двух областей по степени суровости зимы: юго-запад Европейской равнины (область мягких зим с температурой от +5С до - 10С) и северо-восток (область холодных зим с температурой от - 10С до -25С), что, естественно, отражается на непостоянстве характера зим в разные годы (Агроклиматический ..., 1958).
Средняя многолетняя температура самого холодного месяца (январь) колеблется от -12,5С (Сенгилеевский район) до -14С (Новомалыклинский и Старомайнский районы). Абсолютный минимум температуры января -48С (Сурское, Ульяновск, Канадей). Самым теплым месяцем является июль со среднемесячными температурами от +18,6С (Майна) до +20,4С (Сенгилей). Абсолютный максимум температуры +41 С (Новоспасское, Канадей). Таким образом, средняя годовая амплитуда температуры равна 38-34С при средней годовой температуре от +3,1 С (Б. Нагаткино, Солд. Ташла) до +4,0С (Сенгилей) (Географическое краеведение..., 2002).
Начало зимнего сезона характеризуется установлением устойчивого снежного покрова, который образуется в конце второй или начале третьей декады ноября (17-26 ноября), а иногда и раньше - с 11-30 октября. Удерживается снежный покров до первой половины апреля. Высота снежного покрова вначале небольшая (4-5 см), затем к середине января достигает 20-30 см и максимальная величина (40 см) - во второй декаде марта (Иманаева, 1961).
Глубина промерзания почв в среднем составляет 72-94 см. Максимальная глубина промерзания наблюдается в первой декаде марта и достигает 125 см. В отдельные годы почва промерзает на глубину лишь 10-15 см. Такая вариабельность обусловлена термическими условиями, высотой снежного покрова, гранулометрическим составом, влажностью почвы. Снежный покров полностью сходит к 8-Ю апреля, в течение иногда 3-9 дней (правобережье), оставаясь лишь пятнами в лесах и понижениях оврагов и балок. Продолжительность снеготаяния в среднем составляет 19-23 дня (Иманаева, 1961; Полозова, 1954).
По обеспечению атмосферными осадками Ульяновская область относится к зоне с недостаточным увлажнением, хотя недостаток влаги не является значительным. Характерной особенностью следует считать перебои в выпадении осадков весной и в первую половину лета. Весенние засухи наносят значительный ущерб возделыванию сельскохозяйственных культур. Сезонность распределения основных метеоэлементов на территории области создает и общую сезонность явлений природы.
Таким образом, к неблагоприятным элементам климата относятся суховеи, ветры юго-восточных направлений. Весенние суховеи опасны, главным образом, тем, что вызывают резкое падение весенних запасов влаги в почве вследствие избыточного расхода на испарение. По области очень интенсивных суховеев не наблюдается, кроме Заволжья, где они повторяются один раз в 10 лет. Слабые суховеи повторяются чаще и увеличиваются с северо-запада на юго-восток и восток области (Алпатьев, 1958; Давид, 1937).
Средняя многолетняя сумма осадков в области составляет 440 мм. Распределяются они по территории области неравномерно. Годовые суммы осадков в общем уменьшаются с юго-востока на северо-запад. Однако на территории Заволжья осадков выпадает на 20-25% меньше, чем на остальной части области. Из года в год количество осадков существенно изменяется. Так, наиболее засушливыми были 1959, 1972 и 1978 годы. На большинстве метеорологических постов Ульяновской области выпало в это время около 300 мм осадков. В 1953, 1958, 1962,1967,1970, 1973,1976 годах выпадало более 500 мм осадков.
За летний период выпадает около 170 мм осадков преимущественно в виде интенсивных кратковременных ливней, вследствие чего почва не успевает поглотить влагу и большая ее часть теряется с поверхностным и внутрипочвен-ным стоком.
За холодный период (ноябрь - март) на территории области выпадает от 90 до 100 мм осадков. Самый влажный месяц - декабрь. Абсолютная влажность воздуха зимой всего 2-3 мб., а относительная влажность, наоборот, высокая -80-85%.
Многолетние данные по сумме выпавших осадков и величине испарения показывают, что в пределах территории Ульяновской области преобладает непромывной тип водного режима, а в ряде случаев (в период весеннего снеготаяния в пониженных элементах рельефа) - периодически промывной, благоприятствующий развитию дернового процесса почвообразования (Дородницын, 1950).
Анализ климатических и агроклиматических показателей позволяет сделать вывод о некоторой неоднородности климата Ульяновской области. Различия между левобережным и правобережным районами обусловлены, в основном, особенностями рельефа.
