Введение к работе
Актуальность исследований. Изучение проблем генезиса, классификации, диагностики земель, нарушенных горнодобывающими и горно-перерабатывающими предприятиями в Сибири, осложнено большими масштабами и экологическим разнообразием территорий, подвергшихся техногенной нагрузке. Географическое расположение техногенных ландшафтов и виды нарушений могут быть самыми разными. Это - обширные породные отвалы Красноярского края, карьерные выемки с различными системами отвалообразо-вания Кузбасса, территории, где ведется дражная разработка месторождений в речных долинах бассейнов рек, шламо - и хвостохранилища перерабатывающих и обогатительных фабрик, золоотвалы ТЭЦ, а также почвы, нарушенные при строительстве дорог, нефте - и газопроводов и т.п. [Колесников, 1974; Мо-торина, 1975; Гаджиев, Курачев, Андроханов, 2001].
Изучение процессов почвообразования на отвалах техногенных ландшафтов, представляет большой теоретический интерес, являясь частью проблемы эволюции почв и почвенного покрова [Роде 1971; Таргульян, 1971; и др.]. При этом возникает необходимость выявления различных индикаторов, характеризующих почвенно-экологическое состояние техногенных ландшафтов, по которым можно было бы проследить развитие и направленность почвообразовательных процессов. Одним из таких индикаторов является железо [Зонн, 1982; Водяницкий, 1989]. Однако, работ по изучению железа и его группового состава в почвах техногенных ландшафтов мало [Ужегова, 1988; Махонина, 2003]. Исследования, отражающие распределение форм железа в профилях эмбриозе-мов на датируемых отвалах в различных природно-климатических зонах Кузбасса и сравнение их с фоновыми почвами не проводились. Работа в этом направлении будет способствовать выявлению индикационных свойств железа и возможностей использования его для определения направленности процессов почвообразования на техногенно нарушенных территориях.
Цель исследования - на основе сравнительного географо-генетического анализа группового состава железа и распределения его форм в профиле разных типов эмбриоземов лесостепной зоны и горно-таежного пояса Кузбасса, выявить направленность эволюции эмбриоземов техногенных ландшафтов.
Задачи исследований:
Изучить групповой состав железа и дифференциацию его форм в каждом типе эмбриоземов техногенных ландшафтов лесостепной зоны и горно-таежного пояса Кузбасса, а также провести сравнение их с фоновыми почвами естественных ландшафтов.
Выявить сходства и различия дифференциации форм железа в однотипных эмбриоземах лесостепной зоны и горно-таежного пояса Кузбасса.
Определить физико-химические свойства эволюционного ряда эмбриоземов, формирующихся в лесостепной зоне и горно-таежном поясе Кузбасса и выявить их отличия от фоновых почв.
Выявить направленность эволюции эмбриоземов в процессе становления профиля и дать прогноз развития почвенного покрова техногенных ландшафтов, расположенных в степном ядре лесостепной зоны и в горно-таежном поясе Кузбасса с учетом трансформации соединений железа во времени.
Научная новизна.
Впервые выявлены уровни содержания различных форм железа и особенности их дифференциации в профиле эмбриоземов техногенных ландшафтов, расположенных в разных почвенно-климатических зонах Кузбасса и предложено рассматривать распределение форм железа как диагностический показатель характера и направленности формирования профиля эмбриоземов.
Установлено различие физико-химических свойств и содержания форм железа в разных типах эмбриоземов техногенных ландшафтов Кузбасса. Показано, что в процессе эволюции эмбриоземов возникает некоторое сходство в распределении форм железа с фоновыми почвами.
Генетико-географический анализ однотипных эмбриоземов, расположенных в различных природно-климатических зонах Кузбасса позволил установить, что на начальных этапах развития профилей эмбриоземов они не различаются; специфика распределения форм железа по профилю начинает проявляться на органо-аккумулятивной стадии в горно-таежном поясе и на дерновой стадии - в лесостепной зоне.
Выявлено, что эволюция эмбриоземов техногенных ландшафтов на начальных этапах развития профиля имеет однотипную направленность, независимо от географической приуроченности эмбриоземов, тогда как на последующих стадиях эволюция приобретает черты зональной направленности.
Защищаемые положения:
Распределение форм железа и их дифференциация в профиле различных типов эмбриоземов в разных природно-климатических зонах Кузбасса может служить диагностическим показателем характера и направленности почвенных процессов.
На начальных этапах развития профилей эмбриоземов они не различаются по содержанию и распределению форм железа; специфика распределения форм железа по профилю эмбриоземов начинает проявляться на органо-аккумулятивной стадии в горно-таежном поясе и на дерновой стадии - в лесостепной зоне, приобретая некоторые черты зональной направленности.
Теоретическая и практическая значимость работы состоит в том, что познание географо-генетических закономерностей распределения форм железа в различных типах эмбриоземов позволяет определить особенности развития эмбриоземов, а также использовать данные закономерности при обосновании восстановления почвенного покрова техногенных ландшафтов в различных природно-климатических зонах. Распределение форм железа в развивающихся эмбриоземах может использоваться в качестве одного из признаков, характеризующих стадийность развития почв техногенных ландшафтов. Результаты работы могут быть применены в целях почвенно-географического и почвенно-экологического районирования, картографирования, а также в учебном процессе ВУЗов соответствующего профиля, для более глубокого изучения эволюции почв.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Международных и Всероссийских конференциях: «Биологическая рекультивация нарушенных земель» (Екатеринбург, 2003); «Проблемы промыш-
ленной ботаники индустриально развитых регионов» (Кемерово, 2009); «Отражение био-гео-антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове» (Томск, 2010); «Современное состояние и воспроизводство плодородия почв» (Алматы, 2010).
По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 3 статьи в журналах, входящих в «Перечень...» ВАК РФ.
Личный вклад автора. Диссертационная работа является результатом многолетних (2002-2010 гг.) исследований автора. Автором сформулирована цель работы, поставлены задачи исследования, сделаны итоговые выводы. Автор принимал личное участие в основной части экспедиционных исследований, проводил лабораторные анализы, обобщение полученных результатов, их публикацию и апробацию.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов. Работа изложена на 202 страницах текста, включает список литературы из 135 наименований, в том числе 14 иностранных, 43 рисунка и 60 таблиц, а также 23 таблицы приложений.
