Введение к работе
Тема диссертационной работы связана с комплексными географическими исследованиями по^ оценке состояния природнойсреды и рациональному природопользованию.
Актуальность темы-во многом-определяется расположением объектов исследования "в зоне,- уникальной по своему энерго-географи-ческому положению: с'одной" стороны,.; здесь сосредоточены богатейшие запасы бурых углей, пригодных для добычи открытым' способом, а с другой, эта территория - один,из главных земледельческих районов Средней Сибири. В связи с этим перед географической наукой встали задачи оценить современное состояние геосистем, их изменения; рлод влиянием первоочередных объектов создаваемого Канс-ко-Ачинского топливно-энергетического комплекса (КАТЭКа) и разработать обоснование путей и методов оптимизации взаимодействия общества и природной среды.
Органическому веществу принадлежит ведущая роль в генезисе
почв, в создании и поддержании их естественного плодородия, в
обеспечении растений элементами питания, в сохранении'устойчивос
ти почв и геосистем в целом к внешним воздействиям. Поэтому поз
нание закономерностей гумусообразования и пространственно-времен
ной изменчивости поведения органического вещества является одной
из важнейших предпосылок решения проблем рационального 'использо
вания природных ресурсов. ' ' '-и--.
Органическое вещество почв представляет собой сложную систему разнообразных веществ, состав которых определяется поступлением в почву остатков растительного и животного происхождения и изменением их преимущественно под.воздействием различных""Групп микроорганизмов, а также представителей почвенной'мезбфауны.
Важная роль в формировании современной картины'дифференциации органического вещества в геосистемах принадлежит миграции водорастворимых' органических соединений - наиболее динамичной части почвенного гумуса й его самому активному компоненту. В состав водорастворимого органического вещества почв входят как собственно гумусовые вещества, так и соединения индивидуальной природы. Собственно гумусовые вещества представлены фульвокислотами-и веществами типа гуминовых кислот..Количественное соотношение компонентов .водорастворимых органических веществ широко варьирует в
разных почвах и зависит от состава разлагающихся остатков, гранулометрического состава почвы, хода биохимических процессов их разложения, состава микрофлоры," -метеорологических особенностей года.
Кроме того, органическое вещество почв служит одним из агентов миграции различных химических элементов, образуя вместе с ними комплексные металлоорганические соединения, мигрирующие в составе почвенных растворов. Данное обстоятельство определяет важность познания процессов формирования и динамики миграционных потоков вещества, особенно в регионах с усиливающимся влиянием техногенного фактора, к которым относится и территория исследований.
Вместе с тем процессы миграции и дифференциации органического вещества остаются одной из наименее изученных проблем геохимии ландшафтов, так как их изучение представляет собой довольно сложную методическую задачу.
Все вышесказанное обусловило выбор основной цели настоящей работы - изучить пространственно-временную динамику органического вещества в условно естественных и антропогенно измененных геосистемах Назаровской лесостепи.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
исследовать природные условия, определяющие динамику органического вещества в условно естественных и антропогенно измененных фациях;
выявить пространственные закономерности изменчивости мобильных форм углерода;
изучить временную (ежедневную, сезонную и годичную) изменчивость водорастворимых форм углерода;
определить взаимосвязи мобильных форм углерода в исследуемых фациях.
Диссертационная работа выполнена в лаборатории географии почв и геохимии ландшафтов Института географии СО РАН в рамках плановой научно-исследовательской темы "Ландшафтно-геохимические исследования геосистем" и инициативного научного проекта РФФИ "Ландшафтное прогнозирование на базе стационарных и экспериментальных исследований состояний геосистем".
Объекты и методы исследований. Материалы для исследований были собраны в течение полевых сезонов 1986-94 гг. в составе Березовского стационарного отряда Канско-Ачинской комплексной экс-
педиции Института географии СО РАН.
Методологической основой диссертационной работы послужили главные положения учения о геосистемах (Сочава, 1978) и геохимии ландшафтов (Полынов, 1956; Глазовская, 1964; Перельман, 1975), а также методика ландшафтно-геохимического анализа и синтеза (Сныт-ко, 1978; Снытко, Семенов, Мартынов, 1987; Семенов, 1991).
Вследствие высокой сельскохозяйственной освоенности территории исследования проводились как в условно естественных, так и в антропогенно измененных геосистемах. Для решения поставленных задач были проведены маршрутные исследования, заложены ландшафтно- экологические профили, определены параметры, по которым в дальнейшем проводились основные исследования. За период работ было проанализировано количественное содержание водорастворимых соединений в различные сезоны года для более 1400 почвенных образцов. На основном ландшафтно-экологическом профиле получены аналитические данные по физико-химическим, водно-физическим и химическим свойствам почв (35 образцов). Почвенно-физические и химико-аналитические исследования проводились согласно общепринятым методикам (Аринушкина, 1970; Вадюнила, Корчагина, 1986; Карягина, Михайловская, 1986), содержание водорастворимого углерода определялось по методике А.В.Мартынова (1985).
Научная новизна. В результате проведенных исследований получены данные, характеризующие пространственную дифференциацию мобильных форм углерода в зависимости от положения геосистем в рельефе. Установлено, что на различно ориентированных склонах формируются особые соотношения между процессами накопления и разложения (минерализации) органического вещества. В антропогенно измененных фациях (пашнях) количество и состав гумуса зависят от расположения их относительно форм рельефа. Полученные данные показывают, что ежедневная динамика мобильных форм углерода, в незначительной степени обусловливается местоположением почвенного профиля, а в целом определяется климатическими условиями и, прежде всего, жестким гидротермическим режимом геосистем. Изучение сезонной динамики водорастворимых органических веществ выявило ее четкую зависимость от изменения гидротермических условий, происходящих в годичном цикле. Обнаружен эффект последействия гидротермических условий предшествующих лет на годичную динамику мобильных форм органического углерода.
Практическая значимость работы определяется возможностями использования материалов об изменении содержаний и миграции наиболее подвижной части органического вещества для решения проблем оптимизации природной среды и сохранения плодородия почв антропогенно нарушенных фаций. Результаты исследований включены в отчеты Института географии СО РАН по оценке состояния географической среды КАТЭКа и ландшафтно-экологическому обоснованию системы рационального использования природных ресурсов на базе экспериментальных исследований и географического прогнозирования изменения геосистем под воздействием объектов первой очереди КАТЭКа.
Апробация. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях лаборатории географии почв и геохимии ландшафтов, лаборатории комплексных физико-географических проблем, IX конференции молодых ученых факультета почвоведения МГУ (Москва,1987), IX конференции молодых географов Сибири и Дальнего Востока (Иркутск,1987), совещании "Географические стационары и экстраполяция результатов" (Иркутск,1988), семинаре-конференции "Стационарные географические исследования и ландшафтное прогнозирование" (Иркутск, 1994), IX совещании географов Сибири и Дальнего Востока (Иркутск, 1995).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Содержание работы изложено на 2 10 страницу машинописного текста, включая 31 таблицу и Ь? рисунков ,