Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Природные условия южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги 12
1.1. Географическое положение 12
1.2. Геологическое строение 12
1.3. Рельеф 14
1.4. Климатические особенности 19
1.5. Метеорологические условия 20
1.6. Поверхностные и подземные воды 21
1.6. Общая характеристика гидрологического режима р. Волга 24
1.7. Почвенный покров 27
1.8. Растительность 31
1.9. Ландшафты 3 7 1.11 Краткая характеристика эколого-антропогенных факторов, влияющих на почвенно-растительныи покров южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги 47
Глава 2. Краткий обзор истории исследований флоры и почвенного покрова южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги 52
2.1. Изученность растительности южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги 52
2.2. Изученность почвенного покрова южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги 54
Глава 3. Материалы и методы исследований 58
3.1. Методика изучения динамики условий среды и состава ионов водной вытяжки в почвах на стационарных участках в дельте р. Волги 58
3.2. Методика изучения динамики ионов в водной вытяжки в почвах на стационарном профиле 65
3.3. Методика изучения динамики состава ионов в водной вытяжки почв на ключевых участках в южной части Волго-Ахтубинской пойме 67
3.4. Методика изучения почв на ключевых участках в зоне влияния строительства КТК 68
3.5. Методы исследований динамики растительности в дельте р. Волги 70
3.6. Методика изучения динамики растительности южной части Волго-Атубинской поймы 71
3.7. Методика изучения растительности на ключевых участках в зоне влияния строительства КТК 74
Глава 4. Динамика содержания водорастворимых солей, химических показателей и степени загрязнения в почвах долины Нижней Волги 76
4.1. Динамика состава водной вытяжки почв на стационарных участках в дельте р. Волга 76
4.1.1 .Анализ условий среды стационарных участков 76
4.1.1.1. Длительность и обеспеченность затопления стационарных участков 76
4.1.1.2. Уровень грунтовых вод 77
4.1.1.3. Влажность почвы 77 4 Л. 1.4. Минерализация грунтовых вод 78
4.1.2. Многолетняя динамика содержания водорастворимых солей на участках 79
4.2. Динамика засоления почв на стационарном профиле в дельте р. Волги 94
4.3. Оценка динамики состава водной вытяжки почв на стационарных участках в южной части Волго-Ахтубинской поймы 102
4.3.1. Характеристика химических показателей участков МГУ 102
4.4. Характеристика почвенного покрова, химических показателей и степени загрязнения полигона мониторинга «Речное» 103
4.4.1. Оценка деградации почвенного покрова ключевого участка №1 (левобережная пойма) 104
4.4.2.Оценка химического загрязнения почвенного покрова клю чевого участка №1 116
4.4.3. Оценка деградации почвенного покрова ключевого участка №2 (правобережная пойма) 120
4.4.4, Оценка химического загрязнения почвенного покрова клю чевого участка №2 . 129
Глава 5. Анализ динамики растительности южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги 137
5.1. Анализ динамика растительности в южной части Волго-Ахтубинской поймы 137
5.2. Динамика травянистой растительности в дельте р. Волги 143
5.2.1. Анализ изменения состава фитоценозов на стационарном профиле 143
5.2.2. Динамика продуктивности наземной массы травостоя на стационарном профиле 147
5.2.3. Анализ травостоя стационарных участков дельты р. Волги 149
5.3. Характеристика растительного покрова полигона монито ринга «Речное» 166
5.3.1. Оценка растительного покрова ключевого участка №1 166
5.3.2. Оценка растительного покрова ключевого участка №2 172
5.4. Сравнительный анализ антропогенной динамики экосистем южной части Волго-Ахтубинской поймы, дельты р. Волги и дельтовых равнин Турана 179
Глава 6. Природопользование и охрана почвенно-растительного покрова Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги 185
6.1. Аспекты охраны почвенно-растительного покрова дельт 185
6.2. Устойчивость растительности южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги к рекреационным нагрузкам 187
6.3. Система эколого-географического образования в общеобразовательных учреждениях как путь развития экологического сознания подростков 191 Заключение 200 Литература
- Геологическое строение
- Изученность почвенного покрова южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги
- Методика изучения динамики ионов в водной вытяжки в почвах на стационарном профиле
- Длительность и обеспеченность затопления стационарных участков
Введение к работе
Актуальность темы. Южная часть Волго-Ахтубинской поймы и дельта р. Волги это уникальный природный объект. Это пространство в Прикаспии имеет специфическую структуру, обладает особым составом и механизмами устойчивости отличающимися от зональных. Ее средообразующая роль имеет глобальное значение и этот комплекс в одно-болотных угодий уникален. Рациональное использование биоресурсов и ландшафтов и охране речных бассейнов рек - одна из важнейших проблем современности. Это связано с возрастанием антропогенного воздействия на природные экосистемы, что явилось причиной ухудшения состояния почв и луговых растительных сообществ уникальной южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты реки Волги.
В настоящее время происходит интенсивный этап формирования нового природно-антропогенного комплекса южная часть Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги связанный с техногенным влиянием нефтегазовой промышленности, рекреационными нагрузками с заносом и интродукцией новых видов растений, а также под влиянием изменения уровня Каспийского моря.
Важным фактором, определяющим сложившиеся особенности современных ландшафтов южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги, является гидрологический режим и, прежде всего характер весенне-летних половодий, которые в настоящее время искусственно регулируются каскадом гидросооружений.
В связи с этим оценка состояния и изменения ітриродной среды и в особенности ее биоты является крайне необходимой для устойчивого и экологически безопасного развития региона. Она включает организацию и ведение почвенно-растительного мониторинга, задачами которого являются:
1. определение общих тенденций в изменении среды как локальном, так и в глобальном масштабе,
получение представлений о возможных изменениях среды в силу естественных причин их сравнение с результатами, получаемыми в районах интенсивного антропогенного воздействия,
интегральная оценка качества среды, ее состояния при всем комплексе антропогенных воздействий.
Южная часть Волго-Ахтубинской поймы и дельта реки Волги является тем объектом, где мониторинг является необходимым звеном современного природопользования.
Цель и задачи исследования. Целью работы является выявление закономерностей динамики почвенно-растительного покрова экосистем и ландшафтов южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги под влиянием природных и антропогенных факторов.
Для достижения этой цели сформулированы и в логической последовательности решались следующие задачи:
Определить воздействие увеличившегося водного стока и количества осадков на динамику водорастворимых солей в почвах южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги;
Установить степень нарушения и деградации природного комплекса южной части Волго-Ахтубинской поймы на мониторинговых участках в связи с техногенным влиянием при строительстве нефтяных объектов;
Выявить пространственно-временные изменения растительных сообществ и продуктивности фитомассы в современных ландшафтах под влиянием природных и антропогенных факторов;
4. Провести сравнительный анализ антропогенной динамики и природных систем южной части Волго-Ахтубинской поймы, дельты р. Волги и дельтовых равнин Турана;
В качестве объекта исследования выбраны два важнейших компонента аридных экосистем юга Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги - почвы и растительность. Предметом исследования является пространственно-временная динамика почвенно-растительного покрова южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги под влиянием природных и антропогенных факторов.
Научная новизна результатов исследования.
Впервые изучены процессы динамики содержания водорастворимых солей и загрязнения в почвах под воздействием природных и антропогенных факторов за период регулируемого водного стока реки Волги.
Установлены сукцессионные изменения продуктивности фитомассы и состава травяных сообществ поименно-дельтового ландшафта за период увеличения водного стока.
Проведена сравнительная характеристика современной антропогенной динамики ландшафтов юга Волго-Ахтубинской поймы, дельты р. Волги и дельтовых равнин Турана.
Определены общие принципы и возможные пути по сохранению уникальных экосистем Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги.
На защиту выносятся:
1. Уменьшение токсичных солей и рассолонцевание почв вызвано изменением общей физико-географической обстановки на долгопойменных экотопах
вызвано увеличением водного стока р. Волги, а на высоких экотопах - и результате увеличения осадков за последние два десятилетия.
Смена типа засоления и увеличение увлажнения в дельте р. Волги привели к сменам растительного покрова и формированию пространственных сочетаний растительных сообществ разного сукцессионного статуса.
Значительного техногенного влияния и деградации почвенно-растительного покрова на юге Волго-Ахтубинской пойме не выявлено
Практическая значимость и реализация результатов исследований
Материалы данного исследования имеют важное значение для решения экологических проблем южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги, оптимизации здесь экологической ситуации. Они могут найти применение с учетом местных условий в организации мониторинга растительности и почв в других крупных дельтовых районах. Полученные результаты использовались Комитетом по земельным ресурсам и землеустройству Астраханской области. Они послужили основой для разработки в учебном процессе АТУ спецкурса «Современные проблемы землепользования», при проведении полевых практик для студентов специальности «Природопользование», «Экология».
Фактический материал и личный вклад автора. Работа выполнена на основе исследований автора, проведенных им, будучи студентом, а затем аспирантом Астраханского государственного педагогического университета. В работе были использованы опубликованные фондовые материалы Астраханского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, данные Каспийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства, Госкомэкологии Астраханской области, Комитета по земельным ресурсам и землеустройству по Астраханской области. Экспедиционные исследования
проводились с 1995-2002 гг. Автором были использованы: 300 полных геоботанических описаний, сделанных в южной части Волго-Ахтубинской поймы; шестилетние геоботанические описания 500 площадок стационарного профиля в дельте р. Волги и химические анализы верхнего слоя почв на каждой площадке этого профиля. Для оценки изменения почвенно-растительного покрова южной части Волго-Ахтубинской поймы диссертантом использовались аэрофотоматериалы, архивы Прикаспийской экспедиции МГУ (1954-1955 гг.), Всесоюзного аэрогеологического треста (1958-1961 гг.), личные архивы Голуба В.Б. (1959-1987 гг.) хранящиеся в Институте экологии Волжского бассейна РАН.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований «Динамика почвенного и растительного покрова Волго-Ахтубинской поймы и дельты реки Волги» (проект №97-04-48271), темы «Эколого-экономические исследования Прикаспийской низменности как уникального природного комплекса РФ в условиях интенсивно нарастающей эксплуатации природных ресурсов и угрозы деградации экосистемы региона». Федеральной целевой программы «Интеграция» (проект № 281), и комплексной программы «Мониторинг окружающей среды (почвенные и растительные ресурсы) при строительстве объектов и сооружений КТК на территории Астраханской области», где автор являлся исполнителем.
Апробация работы. Основные результаты диссертации представлены: на Российских научных конференциях «Эколого-биологические проблемы Волжского региона и Северного Прикаспия» (Астрахань, 1998, 2000, 2002), Межрегиональной конференции «Астраханская область в XXI веке: взгляд молодого поколения» (Астрахань, 1999), Всероссийской научной конференции «Актуальные вопросы мониторинга экосистем антропогенно-нарушенных территорий» (Ульяновск, 2000), Итоговых научных конференциях АГПУ (2001, 2002), Международной научной конференции «Единый Каспий: межго-
сударственное сотрудничество и проблемы экономического и социального развития региона» (Астрахань, 2002), Всероссийской научно - практической конференции «Биоразнообразие и биоресурсы Среднего Поволжья и сопредельных территорий» (Казань, 2002), на кафедре физ. географии Ростовского государственного университета (2003).
Геологическое строение
Поверхность поймы представляет собой комбинацию, образованную многократно чередующимися участками, различными по возрасту и морфологическим чертам. Особенности последних дают основание считать её поймой сегментного типа, в верхней части, относящейся к развитому подтипу, в нижней - к затухающему (Миркин, 1974). В пределах южной части Волго-Ахтубинской поймы аллювиальная равнина представлена поймой между рекой Волгой на западе и рекой Ахтубой на востоке. Ширина её с запада на восток колеблется в пределах 16-24км. Абсолютные отметки изменяются в пределах от - 21 до - 25м. Таким образом, пойма по сравнению с окружающей равниной занимает более низкое гипсометрическое положение в среднем на 10-12м.
В результате эрозионной и аккумулятивной деятельности русловых потоков, влияния новейших тектонических движений формируется своеобразная аллювиально-пойменная равнина. В зависимости от степени интенсивности, направленности рельефообразующих процессов формируются следующие подтипы рельефа поймы; прирусловые отмели и осередки, крупногривистая, пологогривистая, мелкогривистая и плоская пойма.
Прирусловые отмели располагаются непосредственно у берегов, характеризующиеся незначительными глубинами по сравнению с прилегающим руслом. Здесь в период межени происходит интенсивное накопление супес ч чаного материала и рост отмелей. Ориентированы они по течению Волги. В исследуемом районе длина отмелей достигает 8-10км, ширина - от нескольких метров до 500-ЗООм. Со стороны поймы отмели обычно окаймляются прирусловыми валами высотой 1,5-5м при ширине 10-30м.
Осередки образуются только в русле Волги в результате накопления аллювиальных отложений. Они со всех сторон обтекаются водой. Осередки делят русло Волги на рукава (воложки). Если рукав, расположенный в непосредственной близости от берега Волги или острова, заносится русловыми осадками, осередок переходит в прирусловую отмель или косу и становится частью сухопутной поймы. Песчаные отмели и осередки возвышаются над меженным уровнем реки на 1-2м.
В процессе накопления осадков в период паводков осередки увеличивают свои размеры, всё более возвышаются над окружающей водной поверхностью, покрываются растительностью и превращаются в острова. Примерами таких островов являются Замьяновский, Круглый, Гусиный.
Правые берега Волги часто высокие, крутые, переходящие в основном у уреза воды в пляжи различной ширины. За последние годы отмечается интенсивный подмыв правого берега в период половодья и перемещение русла Волги на отдельных участках в западном направлении.
Крупногривистая пойма протягивается полосой шириной 0,3-1 км вдоль русла реки Волги. От русла отделяется отмелями, прирусловыми валами. Основная роль в её формировании принадлежит эрозионно-аккумулятивной деятельности волжских вод, в результате чего образуются гривы и межгривные понижения, сложенные песчаным и супесчаным аллювием. Высота грив достигает 3,5-5м, расстояние между ними 5-1 Ом. Гривы имеют асимметричное строение: склон, обращенный в сторону реки, имеет крутизну 10-15 градусов, противоположный - 2-5 градусов. Переход грив в межгривные понижения чётко выражен. Понижения имеют слабо вогнутое днище.
Пологогривистая пойма располагается в виде локальных участков, которые, по нашему мнению, испытывают влияние положительных неотектонических движений. Геоморфологически они представляют чередование грив с межгривными понижениями. Высота грив достигает 0,5-1,2м, ширина 120-200м. Гривы очень плавно, почти незаметно сочленяются с межгривными понижениями. Сложены эти участки в основном суглинком тяжёлым, чёрным с примесью мучнистого гипса, суглинком коричневым с сильным ожелезнени-ем.
Формирование этого типа рельефа происходит в условиях воздымающейся территории, о чём свидетельствует образование террас на склонах отдельных ериков и появление участков с преобладанием супесчаных отложений, изменение направления водотоков с субмеридианального на субширотное. Большая часть ериков не преодолевает растущие поднятия, огибает их, меандрирует и углубляется в поверхность, образуя террасы.
Не все ерики способны преодолеть растущие поднятия. Это нарушает их связь с водными потоками, приводит их к отмиранию и очень часто к образованию озёр-стариц. Озёра-старицы имеют в основном продолговатую форму, реже округлую. Берега этих озёр чаще пологие, задернованные, дно -плоское, илистое. Глубина озёр от нескольких десятков сантиметров до 1-2м. Уровень озёр стариц обычно выше меженного уровня рек. Основная их наполняемость водой происходит в половодье.
Мелкогривистая пойма формируется в результате деятельности р. Ах-тубы, р. Ашулука и вторичных пойменных потоков, которые в результате ме-андрирования по пойме формируют мелкогривистый рельеф. Наиболее активно эрозионно-аккумулятивная деятельность проявляется в период половодий, когда при обилии воды в условиях плоского рельефа, незначительного уклона местности, широкого распространения супесчаных отложений формируется мелкогривистый рельеф. Формирующиеся гривы имеют высоту до 1-2м, ширину 1-Зм и отстоят друг от друга на расстоянии 1,5-2м. Этот тип рельефа отличается от крупно - и пологогривистых участков размерами грив и более густым их расположением.
Изученность почвенного покрова южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги
Сведений, которые характеризуют флору и растительность Волго-Ахтубы в естественных условиях стока и которые можно использовать для оценок происходящих изменений, довольно много. Ботанико-географические работы, посвященные Волго-Ахтубинской пойме, начали появляться давно. Первые исследования, в основном, касались изучения флоры (Гмелин, 1768; Клаус, 1852; Коржинский, 1882) или вопросов произрастания и возобновления лесов (Заусницкий, 1850; Перкин, 1861; Афаносович, 1873; Конардов, 1892; Лакин, 1900, 1915).
После Октябрьской революции хозяйственное освоение территории Волго-Ахтубинской поймы потребовало проведения глубоких и разносторонних исследований. Первый, наиболее обстоятельный очерк растительности лугов Волго-Ахтубы, был дан Л.Г Раменским (1930) по результатам его исследований в 1928-1929 гг.
Характеристике флоры, растительного покрова и экологии растений Волго-Ахтубинской поймы посвящены многие исследования А.Д. Фурсаева (1934, 1939, 1940, 1954, и др.). В 30-х годах А.Д. Фурсаевым и его сотрудниками были составлены карты растительности для отдельных районов поймы в масштабе 1:10000.
В связи с развернувшимся в пятидесятых годах широким гидро- и мелиоративным строительством, в зоне Нижней Волги вели исследования несколько крупных экспедиций. В 1952-55 гг. здесь работала Прикаспийская экспедиция географического факультета Московского Государственного университета. В результате геоботанических изысканий, которыми руководил И.А.Цаценкин, была дана характеристика растительного покрова естественных сенокосов и пастбищ Волго-Ахтубы и дельты р. Волги, их классификация, учтены кормовые ресурсы, сделаны прогнозы изменений растительного покрова в связи с проектировавшимся зарегулированием речного стока Нижней Волги (Цаценкин, 1955, 1965,1962). Была составлена карта растительности Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги в масштабе 1:200000.
В 1958-1961 гг. институтом «Южгипроводхоз» в Волго-Ахтубинской пойме проводились изыскания с целью составления почвенно-мелиоративной крупномасштабной карты. Одновременно с этим, геоботанической партией Всесоюзного аэрологического треста (начальник партии Л.С. Родман), было проведено сплошное крупномасштабное картографирование растительности Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги.
Крупномасштабное картографирование почв и растительности сопровождалось детальными работами на ключевых участках и профилях, характеризующих основные типы поверхностей поймы. Материалы этих исследований позволили выяснить почвоприуроченность растительных сообществ (Родман,1959,1960,1961,1964,1967гг.; Родман и др. 1959,1960,1963) и выявить ряд закономерностей, присущих растительному покрову Волго-АхтубинскоЙ долины (Горяинова, Родман, 1936 а, 1936 б,; Родман 1966, 19676).
Начиная с шестидесятых годов по настоящее время, достаточно полно была охарактеризована флора и растительность лугово-болотных местообитаний Астраханского заповедника (Живогляд, 1968 а,б; 1970 а,б; 1972, 1975; 1977; 1984; 1991; Живогляд, Русаков, 1987; Живогляд, Русакова, 1995; Живогляд и др. 1999; Живогляд, Русакова, 1999).
С конца семидесятых и в восьмидесятые годы в Волго-Ахтубинской пойме проводились комплексные работы по изучению лугов, пастбищ и их продуктивности. Эти исследования проводились сотрудниками лаборатории геоботаники Астраханского педагогического института под руководством Голуба В.Б.. Был сделан подробный анализ распределения и развития растительности в зависимости от экологических условий. Была построена флористическая классификация растительности, установлен ряд новых синтаксонов (Голуб и др. 1974, 1976, 1981, 1983; Голуб, 1975, 1979, 1983 а, б, в, 1985, 1986, 1987, 1989, 1990; Голуб, Пилипенко, 1985, 1986, 1987; Голуб, Лосев 1985, 1991; Голуб, Кузьмина 1993, 1994).
В девяностые годы, в связи с продолжающимся увеличением водного стока и ведением мониторинговых исследований, было опубликовано большое количество работ с характеристикой растительности и закономерностями ее развития (Pilipenko, Zhivogliad, 1991; Бармин, 1992; Голуб и др., 1992а, б; 1993; Бармин, Халеев, 1992а,б; Бармин 1993; Голуб, Бармин, 1993, 1994; Бармин, 1994; Голуб и др., 1994; Голуб, Бармин, 1995; Бармин, 1996а, б; Бармин, Шарганова, 1997; Пилипенко, Русакова, 1997; Бармин, 1998; Бармин, Голуб, 1998; Бармин, Иолин, 1998; Лосев и др. 1998; Бармин, Митячкин, 1999а, б; Бармин, Авдеева, 1999; Сальников, 2000; Бармин и др., 2000; Бармин, Митячкин, 2000а,б; Бармин и др., 2000а, б; Бармин, Голуб, 2000; Бармин, Митячкин, 2001; Бармин, Мармилов, 2001, Иолин, 2002, Иолин, Бармин, 2002). Продолжали появляться работы и по флористическим исследованиям (Бармин и др., 1991; Пилипенко, 1991; Пилипенко и др, 1992; Сафонов, 1992; Пилипенко, 1993; Бармин, Кузьмина, 1993; Пилипенко, 1995; Бармин, Пилипенко, 1998; Бармин, Рухленко, 1998, Голуб, и др., 2002).
Методика изучения динамики ионов в водной вытяжки в почвах на стационарном профиле
Для оценки изменений динамики состава ионов в водной вытяжке и засоления почв южной части Волго-Ахтубинской поймы привлекались материалы 10-й экспедиции ВАТТ и института "Южгипроводхоз \ Этими организациями в І958-І96І гг. в южной части Волго-Ахтубинской пойме было заложено 3 ключевых участка площадью от 10 до 83 га (рис. 4). Ключевые участки находятся в районе ст. Досанг (три участка).
Участки ВАТТ были размещены так, чтобы охарактеризовать наиболее широко встречающиеся типы поверхностей южной части Волго-Ахтубинской долины. На участках была проведена топографическая и почвенная съемка, по материалам которых были составлены карты в масштабе 1:2000, с указанием положения почвенных шурфов и буровых, где отбирались образцы почв для определения количества солей в водной вытяжке.
В 1971-1973, 1981 гг. участки повторно обследовались В.Б. Голубом, а в 1998-1999 гг. - диссертантом (3 участка). Почвенные образцы отбирались по тем же горизонтам, что и в первый год учетов до глубины 80-100 см. Для уменьшения нарушения естественной растительности пробы почв большей частью брались при помощи почвенного бура. В лабораторных условиях об 68 разцы анализировались по той же методике, что и почвенные образы, отобранные на стационарных участках в дельте р. Волги. Методика изучения почв на ключевых участках в зоне влияния строительства КТК
Для оценки состояния и изменения почвенного покрова южной части Вол-го-Ахтубинской поймы от существующего нефтепровода и влияния строительства нового перехода КТК через р. Волгу использовались материалы «ЮжНИИгипрозем» где автор был в составе коллектива исполнителей. Этой организацией в 1999-2001 гг. в пойме был заложен полигон мониторинга «Речное».
Участок «Речное» состоит из двух ключевых участков - №1 (левобережная пойма) и №2 (правобережная пойма). Участок №1 расположен на землях крестьянских хозяйств "Азимут" и "Сенное", а также на землях администрации села Речное Харабалинского района. Участок №2 расположен на территории землепользования Замьяновского лесничества Енотаевского мехлесхоза Ено-таевского района.
На участках была проведена топографическая и почвенная съемка по материалам, которых была составлена карта в масштабе 1:10000, с указанием положения почвенных шурфов, мест, где отбирались образцы.
Для характеристики наиболее важных физических, физико-химических и агрохимических свойств почв проводились лабораторные анализы по следующим контролируемым показателям: гранулометрический состав; содержание гумуса; емкость поглощения; поглощенный натрий; плотность почвы; реакция среды (рН водн.); подвижный Р205; обменный К20; водная вытяжка.
В ходе проведения полевых изысканий состояние почвенного покрова полигона мониторинга оценивалось с двух позиций: с одной стороны, выборочно определялся уровень загрязнения поверхностного слоя (0-20 см) почв нефтяными углеводородами в зоне влияния объектов и сооружений нефтепровода, для чего были отобраны на анализ смешанные почвенные пробы по элементарным участкам в пределах полигона мониторинга; с другой стороны - особое внимание обращалось на участки узколокального загрязнения поверхности почв нефтью и нефтепродуктами (О выполнении работ..., 1990; Порядок определения ущерба..., 1993).
С целью оценки уровня загрязнения верхнего плодородного слоя (0-20 см) почв обследуемых объектов мониторинга были взяты смешанные почвенные пробы на тяжелые металлы и органические загрязнители, на естественные радионуклиды, и пробы - на содержание нефтепродуктов (Ориентировочно допустимые..,, 1995; Методические рекомендации..., 1995).
Контролю подлежали параметры: содержание в почве нефти и нефтепродуктов, фенолов, бенз(а)пирена, меди, никеля, ртути, цинка, свинца, кобальта, марганца, железа, мышьяка, естественных радионуклидов (40 К, 226 Ra, 232 Th), а также определялась суммарная бета-активность почв. Согласно методике по отбору почвенных проб на отслеживаемые виды загрязнителей объект мониторинга разбивался на элементарные площадки, в границах которых намечалась сеть маршрутов, и производился отбор смешанного образца для производства химических анализов. Площади элементарных участков отбора смешанных проб устанавливались в соответствии с масштабом обследования (М 1:10000).
Длительность и обеспеченность затопления стационарных участков
На лугах среднего уровня (1,3 - 1,8 м) общее количество солей от начала наблюдений до 1991 г. упало на 42%. Начиная с 1995 г. количество солей вновь стало возрастать, приблизившись по своим значениям к 1980 г. Несмотря на увеличение общего содержания солей в 2002 г. отношение C1\SC 4 было меньше чем в 1979 г. в 2 раза. Тоже происходило и с суммарным эффектом токсичных ионов. Несмотря на то, что общее содержание солей выросло, этот показатель в 2002 г. был в 2 раза ниже.
Содержание солей в интервале высот 1,9 - 2,4 м. флуктуировало, то повышаясь или уменьшаясь в незначительных пределах.
На высотах 2,5 м. и более (луга высокого уровня) содержание солей также флуктуировало, при общей тенденции снижения токсичных ионов С1 и натрия снижении токсичности почвенного раствора, который к 2002 г. снизился в 2,5 раза. На лугах высокого уровня можно отметить закономерность: в годы с наиболее высоким половодьем и уровнем воды увеличивалось содержание водорастворимых солей в почве, а в годы с более низким половодьем оно уменьшалось.
Весьма интересным, на наш взгляд, является ионный состав водных втяжек в аномальный по своим гидрологическим и метеорологическим параметрам 1996 г. В этом году, в сравнение с предыдущим, в поверхностном слое почвы уменьшилось содержание хлоридов и гидрокарбонатов в сочетании с ионом натрия, но резко возросло содержание сульфат-ионов. Вымывание из верхнего слоя почвы легкорастворимых хлоридов и гидрокарбонатов можно приписать большому количеству осадков, предшествовавших отбору почвенных образцов.
Гораздо трудней объяснить увеличение содержания ионов S042". Рост концентрации сульфатов в почве можно было бы увязать с их осаждением из речной воды, приходящей во время половодий из районов среденй и верхней Волги, где их содержание в последние десятилетия увеличилось (Тарасов, Бесчетнова, 1987; Черногаева, Мошиашвили, 1995) или сульфатов, которые могли бы попасть в водоемы Волги в результате работы Астраханского газохимического комплекса (Андрианов, Сокирко, 2001). Однако в 1996 г., как было сказано выше, большая часть площади дельты из-за незначительного количества воды, сброшенной во время половодья из Волгоградского водохранилища, осталась незатопленной. Таким образом, эту причину увеличения сульфатов в почве дельты р. Волги следует исключить.
Другой путь увеличения содержания сульфат-ионов в водной втяжке - за счет растворяющегося гипса в ходе обменных реакций между почвенным раствором и почвенным поглощающим комплексом [ППК], идущих по схеме
CaS04 + Ыа[ППК] = NaS04 + Са[ППК]. Такие процессы регистрировались при искусственных промывках засоленных почв (Панин, 1968), и, возможно, они имеют место и в дельте р. Волги в условиях длительных затоплений экотопов с засоленными почвами во время половодий. Ранее основанием для такого предположения служило, прежде всего, то обстоятельство, что уменьшение содержания хлор-иона, отмечавшееся от 1979 г. к 1991 г., было заметно большим, чем ионов Na+ (Пилипенко и др., 1988; Голуб, Бармин, 1995). Т. е., предполагалось, что часть вымываемого из почвенного раствора Na+ поступает в него опять из [ППК]. Такой процесс должен был также сопровождаться уменьшением содержания ионов Са2+, замещающим Na+ в [ППК], что во многих случаях, возможно, и имело место до 1996 г. Однако в 1996 г. вместе с увеличением концентрации в водной вытяжке сульфат-ионов на большинстве площадок возросло и содержание ионов Са2+. Кроме того, на самых высоких отметках профиля (2.5 м и выше над меженью) убывание ионов Na+ было в несколько раз большим, чем С1-ионов. Таким образом, по крайней мере, на высоких отметках дельты увеличение содержания в почве сульфатов нельзя приписать обменным процессам между почвенным раствором и [ППК].
Остается еще одно предположение. В 70 км к СЗ от профиля с 1986 г. начал работать Астраханский газохимический комплекс, выбрасывающий через высотные дымовые трубы в воздух большое количество диоксида серы, который под действием озона и влажных аэрозолей окисляется до свободной серной кислоты и вовлекается воздушными потоками в перенос на значительные расстояния. Увеличение содержания сульфат-ионов в результате этих выбросов фиксировалось в снеге в нескольких километрах от завода (Андрианов, Сокирко, 2001а, б). Можно предполагать, что именно с осадками на территорию, где расположен профиль, и были занесены сульфаты. Вероятность этого тем более велика, в связи с тем, что именно перед отбором почвенных проб выпало большое количество дождей. Возможно, что и в предыдущие годы сульфат-ионы попадали в почву вместе с осадками, но основная их масса вымывалась во время половодий. Подтверждением выпадения сульфатов с осадками в 1996 г. может служить повсеместное уменьшение в почве содержания гидрокарбонатов, так как, находясь в гомогенной фазе в почвенном растворе (в отсутствии содового засоления), они немедленно разлагаются под действием свободной серной кислоты: H2S04 + НСОз" = HSCV + Н20 + С02; HS04 + НСОз" = S042 + Н20 + со2. В 2002 г. повсеместно на всех высотных отметках профиля значительно увеличилось содержание гидрокарбонатов. Все это свидетельствует о влиянии АГПЗ на экосистемы южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги.
Предположение о загрязнении почвы дельты выбросами Астраханского газохимического комплекса является лишь гипотезой, требующей организации специальных исследований для ее доказательства или опровержения. Однако, ввиду большой опасности, которая грозит экоситемам дельты р. Волги, воз можность такого загрязнения, этот вопрос мы считаем важным, обсудить даже на уровне гипотезы.
