Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Почвообразование на отвалах горных пород Курской магнитной аномалии Тихонова Елена Николаевна

Почвообразование на отвалах горных пород Курской магнитной аномалии
<
Почвообразование на отвалах горных пород Курской магнитной аномалии Почвообразование на отвалах горных пород Курской магнитной аномалии Почвообразование на отвалах горных пород Курской магнитной аномалии Почвообразование на отвалах горных пород Курской магнитной аномалии Почвообразование на отвалах горных пород Курской магнитной аномалии Почвообразование на отвалах горных пород Курской магнитной аномалии Почвообразование на отвалах горных пород Курской магнитной аномалии Почвообразование на отвалах горных пород Курской магнитной аномалии Почвообразование на отвалах горных пород Курской магнитной аномалии
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Тихонова Елена Николаевна. Почвообразование на отвалах горных пород Курской магнитной аномалии : Дис. ... канд. биол. наук : 03.00.27 Воронеж, 2001 155 с. РГБ ОД, 61:02-3/766-2

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Особенности начального почвообразования на рыхлых породах 7

Глава 2. Цель, задачи, объекты и методы исследования.. 19

2.1 Цель и задачи исследований 19

2.2 Объекты исследования и их характеристика 19

2.3 Методы исследований 21

Глава 3. Экологические условия почвообразования района исследований 24

3.1 Климат 24

3.2 Растительность 26

3.3 Рельеф и гидрологические условия 31

3.4 Геология и почвообразующие породы 36

3.5 Антропогенный фактор 43

Глава 4. Морфология начального почвообразования ... 46

4.1 Морфологические признаки слаборазвитых почв 46

Глава 5. Физические свойства слаборазвитых почв 56

5.1 Основные физические показатели почв и их изменения в профиле и пространстве 56

5.2 Гранулометрический состав 64

Глава 6. Показатели гумусного состояния слаборазвитых почв 74

6.1 Содержание и профильное распределение гумуса в почвах 74

Глава 7. Химические и физико-химические свойства почв начального этапа почвообразования 101

7.1 Содержание и распределение СОг карбонатов 101

7.2 Обменные катионы 108

7.3 Реакция среды 117

Выводы 124

Список использованной литературы 126

Приложения 144

Введение к работе

С появлением земледелия, человек стал использовать экологические системы с учетом своих потребностей. Основным звеном биосферы, без которого невозможно существование других составляющих является почва. С качеством почвы связано расселение растений. Через растения почвы влияют на животный мир, также определяя их местообитание. Почва - самое главное экологическое условие существования человека. Докучаев говорил, что из всех стихий природы только почва никогда не вызывала катастроф в жизни человека, а, наоборот, всегда была кормилицей человека. Катастрофы начинаются при уничтожении на данной территории почвенного покрова /66/,

На земном шаре действует ряд процессов, способных прервать почвообразование и разрушить почвенный покров - это деятельность вулканов, текучих вод, ветра и т.д. Однако на сегодняшний день деятельность человека превосходит многие геологические процессы. В результате этой деятельности образуются многочисленные агрогенные или техногенные ландшафты, в которых почвенный покров полностью или в значительной степени нарушен.

В результате открытого способа добычи железа на территории Курской магнитной аномалии нарушено свыше 30 тыс. га плодородных земель. На по-верхность извлечено около 2 млрд. м горных пород, которые были отсыпаны в отвалы /139/. Отвалы вскрышных пород являются образованиями, не имеющими аналогов в природе. Эти вновь образованные структуры становятся основой для развития новых биогеоценозов. В силу значительной неоднородности рельефа, литологического и гранулометрического состава пород, условий микроклимата, в структуре формирующихся на отвалах биогеоценозов создается большое число "экологических ниш", заселяемых различными группировками живых организмов. Основным компонентом формирующихся биогеоценозов является "новая" почва, свойства которой, будут во многом определять направление развития биологических систем.

Актуальность работы. Изучение начального почвообразования является одним из актуальных направлений современного почвоведения. Кроме того, исследование первичных процессов почвообразования на отвалах известного возраста, позволяет определить скорость почвообразования, закономерности формирования почвенного профиля в период его развития, особенности образующихся почв, а также выявить возможные пути ускорения процесса почвообразования. Все это является частью более общей проблемы современной эволюции почвенного покрова.

Научная новизна. В работе впервые использован метод послойного изучения микропрофиля слаборазвитых почв путем отбора почвенных образцов определенного объема ненарушенного сложения. Изучено влияние различных факторов на выраженность морфогенетических признаков формирующихся почв. Показана степень трансформации основных физических показателей и гранулометрического состава на стадии начального почвообразования. Выявлены характер и особенности процессов гумусонакопления и направленность перераспределения карбонатов в микропрофиле слаборазвитых почв.

Практическая значимость. Результаты работы служат важным дополнением теории первичного почвообразовательного процесса, развивающегося на рыхлых горных породах. Установленные качественные и количественные изменения почвообразующего субстрата в течение определенного времени могут служить важными диагностическими показателями степени развития слаборазвитых почв. Выявленные факторы, влияющие на скорость и направление почвообразования, могут быть использованы для разработки почвенно-экологического мониторинга и системы мероприятий по биологической рекультивации отвалов горных пород.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на ежегодных конференциях молодых ученых ВГЛТА 1997-2000 гг., на научно-практических конференциях республиканского и регионального уровней, в том числе: «Проблемы агролесомелиорации на черноземах России» (Воронеж,

6 1998), «Восстановление лесов, ресурсо- и энергосберегающие технологии лесного комплекса» (Воронеж, 2000).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Содержание работы изложено на 155 страницах машинописного текста и содержит 18 рисунков, 4 фотографии, 25 таблиц. Список использованной литературы включает 186 наименований, из них 9 на иностранном языке.

Автор выражает огромную благодарность научному руководителю профессору Д.И.Щеглову за неоценимую помощь в подготовке и написании работы, сотрудникам кафедры почвоведения и агрохимии Воронежского государственного университета, коллективу кафедры лесомелиорации, почвоведения и озеленения Воронежской государственной лесотехнической академии, под руководством проф. Я.В.Панкова, за большую помощь в выполнении данной работы.

Особенности начального почвообразования на рыхлых породах

Для полного познания всякой почвы, писал еще П.С. Коссович /77/, необходимо выяснить ее генезис с самого начала ее образования. Начальное почвообразование или первичный почвообразовательный процесс длится весьма долго и, по-видимому, сопровождается формированием "матрицы", на которой впоследствии развивается та или иная почва, обладающая определенным плодородием. Плодородие представляет собой особое качество почвы, позволяющее отличать это естественноисторическое тело от любой рыхлой горной породы /46/.

Однако, Д.И. Берман и С.С. Трофимов /26/, подчеркивают, что плодородие не может рассматриваться как атрибутивное свойство только сухопутных развитых почв. Любой субстрат, на котором поселяются и живут автотрофы, плодороден по отношению к ним (ибо плодородие - функция жизнедеятельности автотрофов) и в этом плане не может быть грани между горными породами с поселившимися на них растениями и плодородными субстратами, в том числе и сухопутными развитыми почвами. Г. Иенни /63/ пришел к выводу, что материнская порода становится почвой через бесконечно малый промежуток времени после нулевого момента начала почвообразования, следовательно, момент возникновения почвы - время выхода субстрата на поверхность и начала его функционирования в качестве почвы. В последнее время показано /41/, что в различной степени плодородны элювии многих глубинных пород, перемещаемых в ходе горных вскрышных работ в отвалы.

Почвенный профиль и другие консервативные свойства полноразвитых почв, несомненно, несут в себе информацию о начальном этапе почвообразования, расшифровать которую вообще возможно, если знать какие признаки и свойства, являющиеся на данный момент реликтовыми, относятся к начальной стадии почвообразования /122/. В этой связи весьма интересными являются исследования на территориях, имеющих нулевой абсолютный возраст, где почвообразование начинается с нуль-момента /137/. К таким поверхностям суши относятся районы добычи полезных ископаемых, особенно открытым способом, где значительные площади заняты отвалами горных пород вскрышной толщи, на которых развивается начальный этап почвообразования.

Исследованием начального почвообразования на промышленных отвалах, а также характера и интенсивности его в зависимости от состава пород, типа растительности, климатических условий, рельефа местности и др. занимались многие ученые /10, 11, 14, 22-24, 27-32, 40, 43, 44, 48, 49, 50-52, 54, 56-58, 60, 68, 70, 72, 74, 78, 79, 87, 89, 90, 94, 105, 107, 120, 129, 133, 139, 141-143, 146, 149, 150, 154, 158, 160, 161, 163, 175, 178-187/. Полученные данные свидетельствуют о том, что почвообразовательный процесс на отвалах горных пород имеет свою специфику. В зависимости от возраста отвалов, характера пород и растительности первичный почвообразовательный процесс охватывает различную толщу породы (от 0 до 20, иногда до 60 см), но во всех случаях он приурочен к самой верхней части субстрата.

О характере и интенсивности почвообразовательного процесса можно судить по результатам, определяемым визуально или аналитически. В молодых почвах морфологический результат процесса на первых этапах выражен настолько слабо, что при обнаружении его в зрелых почвах мы бы, вероятно, не обратили на него внимания на фоне иных, более выраженных, морфологических признаков. И лишь со временем, в ходе почвообразования происходит все более резкая дифференциация горизонтов в результате их созревания, т.е. усиление выраженности признаков и, возможно появление новых /116/.

Основным диагностическим свойством всех молодых почв техногенных экосистем, по мнению С.С. Трофимова и др. /116, 160/ является появление и развитие маломощного органогенного горизонта, прижатого к поверхности. Сравнительно быстрое появление морфологически диагностируемого гумусо-во-аккумулятивного горизонта, по-видимому, вызвано высокой биохимической активностью живого и мертвого органического вещества, активно преобразующего в зоне гипергенеза минеральную основу вскрышных пород, а также растительную и микробную плазму в почвенный сорбционный комплекс.

А.И. Савич, В.Н. Чеклина /129/ утверждают, что посев многолетних трав на отвалах, приводит к тому, что уже на 4-й год в профиле грунтосмеси намечаются морфологические изменения, которые наиболее четко выявляются на породах легкого гранулометрического состава, не содержащих примесей гуму-сированных горизонтов почвы.

Л.В. Етеревская и др. /57/, исследуя техногенные почвы в условиях Полесья, отмечают, что в профиле по ходам корней древесной растительности, на глубине 8-15 см, через 25-30 лет появляются кремнеземистая присыпка и следы иллювиированности. Авторы отмечают, что интегральным показателем процесса почвообразования в молодых почвах различных ценозов является прирост мощности подстилки (Но), гумусового дернового горизонта (Hd) и переходного гумусированного слоя P(h), которые в последние 15 лет были более интенсивными, чем в первые 10 лет.

По данным СВ. Пономаренко /116/ более высокая средняя скорость роста профиля отмечается в молодых почвах возраста от 0 до 12 лет и составляет 7 мм / год. В почвах 80-летнего возраста скорость нарастания профиля снижается до 1,6 мм / год. Причем, средняя скорость роста гумусового горизонта зависит от характера породы. На среднем карбонатном суглинке она составила 0,9 мм / год, на среднем бескарбонатном суглинке - 0,7, на тяжелом суглинке - 0,5 мм / год.

Общеизвестно, что почвенный гумус - самый существенный и устойчивый показатель, отличающий почвы как естественно исторические тела от горных пород. Благодаря гумусу, в почвах формируются специфические свойства, которые отсутствуют в массивно-кристаллических, или слабо выражены в рыхлых осадочных породах /104/. В органическом веществе почвы сосредоточены основные энергетические ресурсы для почвенных микроорганизмов, физических, химических и физико-химических процессов, потенциальные запасы важнейших элементов питания растений и физиологически активных веществ /51/.

Геология и почвообразующие породы

В пределах Белгородской области на формирование почв и других компонентов ландшафта исключительно большое влияние оказали особенности ли-тологического состава пород.

Наличие в недрах Белгородской и смежных с нею Курской и Воронежской областей таких древнейших осадочных метаморфизованных толщ, так называемых магнето-амфиболовых и биотитовых сланцев и магнетито-железистых кварцитов, объясняется залегание богатейших в мире железных руд, образующих Курскую магнитную аномалию (КМА). Область наиболее интенсивного распространения КМА вытянута в направлении с юго-востока на северо-запад между 50 и 54 северной широты.

Лебединское месторождение богатых железных руд и железистых кварцитов находится на юго-восточной окраине города Губкина Белгородской области. Лебединское месторождение вскрыто двумя карьерами; Северным - Лебединским и юго-западным - Южно-Лебединским /95/. В контурах карьера хорошо видны взаимоотношения осадочных и докем-брийских образований. На бортах и уступах карьера можно наблюдать постепенные переходы плотных богатых железных руд в рыхлые, которые сменяются окисленными железистыми кварцитами (фото. 2). Последние постепенно переходят в неокисленные их разности. Хорошо наблюдаются взаимоотношения различных минералогических типов железистых кварцитов и сланцев.

В структурном отношении Лебединское месторождение приурочено к центральной части сложного замыкания южного крыла Тим-Ястребовского синклинария и переклинальной части Лебедино-Голофеевского антиклинала. С запада оно ограничено Коробковским антиклиналом.

Район месторождения сложен метаморфизованными эффузивно-осадочными породами михаиловскои, курской и оскольскои серий, которые прорываются разновозрастными интрузиями и дайками ультраосновного, основного и кислого составов (рис. 1).

На месторождении в пределах проектных контуров карьера докембрий-ские образования представлены слан це во-пес чан и ко вой и железорудной свитами курской серии. Нижняя сланцево-песчаниковая свита сложена кварцитовид-ными слюдистыми песчаниками с прослоями и линзами гравелитов, конгломератов и сланцев. Мощность свиты - от 50 до 500 м. Верхняя железорудная свита представлена двумя подсвитами железистых кварцитов и двумя подсвитами сланцев. Мощность свиты - 450-650 м. Железистые кварциты составляют около 60 % мощности железорудной свиты.

Нижняя железорудная подсвита развита в периферических частях месторождения. Мощность ее колеблется от 75 до 150 м. В составе подсвиты выделяется два горизонта, сложенные в основном магнетитовими с актинолитом, тремолитом и куминоготито-магнетитовыми кварцитами /17/.

Верхняя железорудная подсвита, мощностью 220-230 м, слагает основное рудное поле месторождения. В составе ее выделяются 3 горизонта. Нижний горизонт сложен магнетитовыми с тальком, актинолитом и карбонатом, щелочно-амфиболово-магнетитовыми, иногда с эгерином, разновидностями железистых кварцитов. Они взаимно переслаиваются по падению и замещаются по простиранию. Средний горизонт сложен переслаиванием пластов железистых кварцитов с тонкими пропластками сланцев. Верхний горизонт сложен силикатно-магнетитовыми и магнетитовыми кварцитами, нередко с тальком, актинолитом, карбонатами и щелочными амфиболами. Докембрийские образования в пределах месторождения прерываются субпослойными дайками карбонато-биотитового состава и секущими субширотными дайками биотитовых диорит-порфиритов.

На всех докембрийских породах месторождения развита площадная кора выветривания мощностью от 9 до 80-90 м. Богатые железные руды развиты на железистых кварцитах в виде шести плащеобразных залежей с неправильными очертаниями. Мощность залежей колеблется от 0 до 60 м (в среднем 19,7 м).

Переотложенные руды на месторождении образуют промышленные залежи в виде линз. Они с несогласием залегают на остаточных железных рудах, реже на железистых кварцитах и сланцах или согласно внутри толщи слаборудных и безрудных брекчий и пестроцветных песчано-глинистых отложений девона.

Из четвертичных пород на территории области наиболее распространены как почвообразующие породы лессовидные суглинки и глины, покровные глины, меловые отложения, современные и древние аллювиальные и аллювиально-делювиальные отложения, пески и супеси.

Лессы небольшой площадью (7,3 тыс.га), выделены в крайней западной части области. Лессовидные суглинки и глины элювиально-делювиального происхождения распространены на территории области повсеместно. Их общая площадь составляет 2202,6 тыс. га. На западе мощность их залегания равна 10-15 м. На склонах южных экспозиций лессовидные породы зачастую полностью смыты. Эти породы отличаются палево-желтым, светло-бурым, а иногда бурым цветом, комковато-призмовидной структурой, тонкопористостью, слабо уплот-неным сложением, скоплением карбонатных солей в виде плесени, псевдомицелия, белоглазки, журавчиков, разных форм дутиков. По гранулометрическому составу они, как правило, тяжело- и среднесуглинистые, реже легкосуглинистые.

Наиболее характерными свойствами лессовидных пород является слабощелочная реакция среды, достаточно высокая сумма поглощенных оснований и карбонатность. Из сказанного следует, что лессовидные породы обладают благоприятными свойствами. На них сформировались наиболее плодородные почвы области - черноземы типичные, выщелоченные и обыкновенные. В Старооскольском районе, на границе с Воронежской областью, залегают покровные карбонатные глины, подстилаемые мореной днепровского оледенения. Они имеют мощность 15-20 м, характеризуются палево-желтой окраской с коричневатым оттенком, сравнительно высокой пористостью (до 45 %), высокой удельной массой (2,75-2,77), легко- и среднеглинистым гранулометрическим составом при содержании физической глины - 72,6 -83,4 %. На востоке и юго-востоке области, отчасти в центральной ее части местами почвообразование развивается на третичных глинах, для которых характерны зеленовато-оливковый цвет, значительная карбонатность и призмовидная структура. Во влажном состоянии порода становится липкой, вязкой, бесструктурной. Гранулометрический состав чаще всего среднеглинистый. Содержание физической глины колеблется в пределах от 61 до 82 % /17/.

Показатели гумусного состояния слаборазвитых почв

Почвообразовательный процесс неразрывно связан с гумусообразованием и аккумуляцией углерода в почве. Содержание и запасы гумуса в почвах служат основными критериями оценки почвенного плодородия, а в последние годы рассматриваются и с точки зрения экологической устойчивости почв как компонента биосферы /69/.

Потенциальными источниками органического вещества почв можно считать все компоненты биоценоза, которые попадают на поверхность почв или в толщу почвенного профиля и участвуют в процессах почвообразования. В наземных биоценозах зеленые растения имеют биомассу, значительно превышающую биомассу микроорганизмов и животных. Поэтому надземный и корневой опад, продукты метаболизма высших растений дают основной материал, из которого формируется органическое вещество почв.

Гумусообразование включает все характерные процессы формирования и эволюции гумусового профиля почв; разложение поступающих в почву свежих органических веществ, минерализацию гумусовых веществ, взаимодействие органического вещества с минеральной частью почвы, миграцию и аккумуляцию органо-минеральных соединений /39/.

В различных экологических условиях характер и скорость гумусообразо-вания неодинаковы и зависят от ряда взаимосвязанных факторов почвообразования.

Содержание и распределение гумуса в почвах определяется условиями и характером почвообразовательного процесса; количество его в верхних горизонтах колеблется от 1-2 до 12-15 %, резко или постепенно уменьшаясь с глубиной. Содержание и состав гумуса в почвах динамичны вследствие постоянного поступления в них органических остатков и непрерывности процессов их разложения и гумификации /123/.

Значение гумуса в функционировании любой почвы огромно. В гумусе накапливаются и долго сохраняются все основные элементы питания растений и микроорганизмов. При разложении гумуса и органических остатков выделяется большое количество углекислого газа, который поступает в припочвенные слои атмосферы и служит источником углеродного питания растений. Биологическая активность почв также находится в тесной прямой корреляции с органическим веществом почвы /168/.

Органическое вещество нередко является лимитирующим фактором, определяющим, биопродуктивность экосистем. От состава и режима органического вещества во многом зависит поведение загрязнений различного происхождения, формирование водно-физических свойств почв, противоэрозионная устойчивость почв и т.д. Следовательно, роль почв в глобальных биосферных явлениях в значительной степени определяется режимом формирования и обновления различных групп органического вещества в почвах /161/.

Особое место в современном почвоведении отводится изучению органического вещества во вновь образующихся почвах. Исследование состава и свойств гумуса с момента зарождения почвы дает возможность выявить особенности образующихся гумусовых веществ на начальном этапе существования почвы.

Большинство исследователей, изучавших процессы формирования молодых почв в техногенных ландшафтах, указывают на быстрые темпы накопления органических веществ (гумуса) в техногенных экосистемах. Многие исследователи /10, 22, 31, 40, 53, 60, 84, 86, 105, 145, 149, 159,160, 163,164, 188/отмечают сходство органического вещества молодых почв техногенного происхождения со зрелыми зональными почвами. Сходство заключается в общем, аккумулятивном характере распределения, а также в составе органического вещества. Но кроме сходства существуют и некоторые отличия. Общее отличие органических веществ молодых почв от зрелых состоит в том, что для первых характерно резкое уменьшение их содержания с глубиной, а их главная масса приурочена к верхнему 2-х сантиметровому слою /99/.

Наши исследования слаборазвитых почв гидроотвала "Березовый лог" показывают, что содержание общего гумуса в верхнем слое 0-2 см варьирует в широких пределах от 1,09 до 5,62 % (табл.14). Количество гумуса зависит от многих факторов, среди которых особая роль принадлежит растительности. Для выявления влияния характера растительности на гумусонакопление были подобраны участки, которые имели одинаковый возраст и состав горных пород, но отличались растительными группировками, В частности, исследования проводились в посадках сосны с мертвопокровным напочвенным покровом и присутствием травянистой растительности; под посадками тополя черного с разнотравно-злаковым травянистым покровом; на участках без влияния древесной растительности, с различной продуктивностью травянистой растительности; в междурядье посадок акации белой с различным проективным покровом травянистой растительности и, наконец, под посадками березы повислой, с участием тополя черного и акации белой.

Исследования показали, что в посадках сосны, где травянистый покров практически отсутствует, содержание общего гумуса в слое 0-2 см, варьирует в пределах 1,09-1,43% (табл.9).

Химические и физико-химические свойства почв начального этапа почвообразования

Содержанию и распределению С02 карбонатов, а также формированию карбонатного профиля посвящено большое количество исследований и со временем этот вопрос не потерял свою актуальность. Ярким примером изучения карбонатного профиля служат черноземные почвы.

Я.Г. Рысков и др. в своей работе /128/ показывают изменение содержания и распределения СаСОз в карбонатных почвогрунтах на протяжении позднего плейстоцена - голоцена. Исходное содержание СаСОз в карбонатных лессовидных отложениях составляло 7-12 %. На этих породах сформировались - черноземы типичные, обыкновенные, южные. В средней или нижней части почвенного профиля формируется биогенно-иллювиальный аккумулятивный карбонатный горизонт с более высоким по сравнению с породой содержанием СаСОз (до 12-16 %). Карбонатные новообразования в почвенном профиле на протяжении голоцена неоднократно пересегрегировались.

Исследованиями И.И.Лебедевой /80/ показано, что карбонатный профиль как педогенное образование подавляющей части черноземов адекватен современной биоклиматической обстановке. Вместе с тем, О.С. Хохлова и др. /170/ подчеркивают консервативность карбонатного профиля, так как он не изменяется мгновенно вслед за изменениями гидротермических параметров и некоторое время хранит информацию о режиме С02 почвы, не соответствующем современным условиям.

В работах последних лет показано, что положение карбонатного горизонта в профиле черноземов определяется миграцией кальция в системе "почва - растение", а также газовым и водно-термическим режимами этих почв /170, 1151. Одним из основных условий формирования карбонатного горизонта явля ется приуроченность наибольших концентраций почвенного С02, продуцируемого корнями, к средней части профиля. В гумусовом горизонте основная часть почвенной влаги передвигается по корням растений, поэтому восходящие токи почвенных растворов здесь почти не выражены в летнее время, что приводит к осаждению карбонатов /16/. Все это свидетельствует о том, что закономерности распределения СОг карбонатов, в почвенном профиле являются ярким показателем характера и особенностей процесса почвообразования.

Содержание С02 карбонатов изучалось нами в почвенных образцах, отобранных на опытном участке гидроотвала № 2. Вследствие карбонатности пород, количество СО2 в исследуемых почвах довольно высокое и достигает в отдельных точках 20 и более процентов. Несмотря на консервативность данного признака, в процессе начального почвообразования произошли существенные изменения профильного распределения карбонатов по отношению к исходной породе.

Так, верхние горизонты почти всех исследуемых почв обеднены карбонатами (табл.19). В слое 0-2 см количество СОг колеблется от 1 до 10 процентов. На опытном участке выделяются две точки, в которых отмечено наименьшее количество СО2 (0 - 0,29 %). Эти точки заложены на участках с изреженным растительным покровом, который представлен отдельными куртинками бобовых и злаковых травянистых группировок. Рельеф — микросклон восточной экспозиции. На рис. 13 представлено графическое распределение ССЬ карбонатов в слаборазвитых почвах с минимальным количеством данного показателя в слое 0-2 см. Из полученных данных следует, что в этих почвах в верхней части профиля происходит относительное выщелачивание карбонатов. Далее вниз по профилю в почве Т.2, содержание С02 более резко нарастает с глубиной, достигая своего максимального значения в горизонте 8-10 см. В этом слое, вероятно, происходит иллювиирование карбонатов.

В почве Т. 15 увеличение количества СОг, происходит постепенно и характеризуется невысокими показателями в отличие от предыдущей точки. Более низкое содержание карбонатов в верхней части почвенного профиля, вероятно, обусловлено более легким гранулометрическим составом, и, как следствие, значительной промытостью. Наибольшее количество С02 в слое 0-2 см (9,35-10,34 %) наблюдается в точках, заложенных в микрозападинах. Графическое распределение карбонатов в слаборазвитой почве Т. 9 (содержание С02 в слое 0-2 см - 10,34 %), представлено на рис.14.

Относительно высокое содержание карбонатов в самом верхнем слое данных почв, по нашему мнению, связано с дополнительным приносом карбонатов в отрицательные формы рельефа. Кроме того, аккумуляция здесь илистых частиц тормозит процесс вымывания карбонатов из верхних горизонтов. Вниз по профилю происходит постепенное увеличение С02 карбонатов и в слое 8-10 см данный показатель достигает максимального значения (21,79%), ниже которого наблюдается заметное снижение СаС03.

Интересные данные по распределению карбонатов представлены на рис.15. Точка 5 заложена у подножья микросклона. Почва в данной точке характеризуется достаточно высокой выщелоченностью почвенного профиля вплоть до слоя 6-8 см. Такое интенсивное выщелачивание профиля от С02 карбонатов может быть связано, по нашему мнению, с легким гранулометрическим составом верхнего слоя. С глубины 6-8 см наблюдается резкое увеличение содержания карбонатов и в слое 8-10 см их количество максимально (18,4 %). Е нижележащих слоях содержание СОг резко снижается.

Примерно такое же профильное распределение С02 карбонатов отмечается в почве точки 3, которая заложена в тех же орографических условиях, что и Т. 5, у подножья микросклона северо-восточной экспозиции. Вероятно, этот фактор играет роль в характере распределения С02 в почвенном профиле. Статистические данные показывают (табл. 20), что в слое 0-2 см содержание карбонатов является наименьшим во всем профиле. Распределение карбонатов в черноземных полноразвитых почвах также отмечено минимумом содержания в верхней части профиля /177/.

Вниз по профилю происходит постепенное и однонаправленное увеличение количества С02 карбонатов, достигающая максимальных величин (14,3%) в слое 8-10 см.

Похожие диссертации на Почвообразование на отвалах горных пород Курской магнитной аномалии