Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Изученность вопроса и постановка проблемы 7
Глава 2. Объекты и методы исследования 20
Глава 3. Физико-географические условия почвообразования и основные генетические характеристики зональных типов почв 29
Глава 4. Особенности пространственной и внутрипрофильной дифференциации микроэлементного состава доминирующих типов почв ... 77
Глава 5. Экологическая значимость микроэлементного состава почв Далдыно-Алакитского района 100
Вы воды 122
Список литературы 124
Приложения
- Изученность вопроса и постановка проблемы
- Физико-географические условия почвообразования и основные генетические характеристики зональных типов почв
- Особенности пространственной и внутрипрофильной дифференциации микроэлементного состава доминирующих типов почв
- Экологическая значимость микроэлементного состава почв Далдыно-Алакитского района
Введение к работе
В настоящее время в почвоведении накоплено достаточно много сведений о содержании и соединениях в почвах основных элементов, диагностирующих главный почвообразовательный процесс в почвенном профиле, элементов, переходящих из почв в растения и необходимых для живых организмов в оптимальных количествах и вредных в избыточных (Мотузова, 1999). Особую актуальность вопросы почвенной биогеохимии приобретают в регионах, где сформированы и активно промышленно разрабатываются рудные месторождения, являющиеся концентраторами химических элементов, вследствие чего и возникают проблемы ухудшения состояния окружающей среды.
Территория северо-западной Якутии характеризуется своеобразием природно-климатических и геолого-геохимических условий, а ее центральная часть, Далдыно-Алакитский район - является одним из наиболее развитых в промышленном отношении регионов Якутии, где сконцентрированы три крупнейших горно-обогатительных комбината (Удачнинский ГОК, Айхальский и Юбилейный ГОКи). Почвенный покров здесь характеризуется многообразием почвенных комплексов, которые отражаются в пространственной неоднородности естественного биогеохимического фона, усложняемого техногенным воздействием и слабой устойчивостью мерзлотных почв. Тем самым определяется актуальность изучения генетических аспектов процесса почвообразования в Далдыно-Алакитском районе во всем разнообразии форм их проявления.
Увеличение в последние годы алмазодобычи на территории сверо-западной Якутии привело к вовлечению в интенсивную хозяйственную деятельность значительной площади природных ландшафтов. В связи с этим возникла необходимость организации экологических работ с целью оценки состояния окружающей среды. И исследование эколого-геохимического состояния естественного почвенного покрова одна из важных задач экологического мониторинга.
Научная новизна результатов работы заключается в том, что впервые, на основе комплексных почвенно-геохимических исследований, применительно к физико-географическим условиям северо-запада Якутии и в соответствии с современными классификациями, выполнена типизация почв Далдыно-Алакитского района, выделены зональные типы почв и приведена детальная характеристика их макро- и микроэлементного состава.
Цель и задачи исследований. Основной целью исследований являлось определение закономерностей пространственного и внутрипрофильного распределение вещественного состава доминирующих типов почв, развитых в рассматриваемом районе с последующим детализационным решением задач:
- типизация почв, сформированных в конкретных природно- климатических и геолого-геохимических условиях природных ландшафтов северо-запада Якутии;
- анализ особенностей состава и пространственного распределения разных типов почв в зависимости от характера почвообразующих пород с выделением их типоморфных геохимических ассоциаций;
- оценка экологической значимости состояния почвенного покрова в естественных и антропогенных условиях на территории Далдыно- Алакитского района.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Специфика климатических и геолого-геохимических факторов почвообразования предопределили формирование зональных типов почв территории Далдыно-Алакитского района, которыми являются криоземы гомогенные глеевые, криоземы гомогенные неоглеенные и криоземы тиксотропные.
2. Геохимическая специализация почвообразующих пород обуславливает микроэлементный состав зональных типов почв Далдыно-Алакитского района с отражением повышенных содержаний элементов, типоморфных магматическим породам - кимберлитам и долеритам.
3. Особенности пространственной дифференциации почв Далдыно-Алакитского района подчиняются условиям выделения географических зон и специфики формирования почвообразующего субстрата. Внутрипрофильная дифференциация микро- и макроэлементного состава обуславливается биогенной аккумуляцией, геохимической спецификой подстилающих пород и перемешиванием почвенного материала в результате криогенных процессов.
4. Природная геохимическая аномальность почв отражает особенности состояния природного фона экосистем района и является причиной изменчивости биогеохимических параметров естественных и антропогенных ландшафтов. Региональные и локальные фоновые показатели предлагается использовать в экологическом мониторинге почв.
Практическая значимость результатов исследований вытекает из самой постановки проблемы, содержание которой формулирует необходимость создания типовой модели современного почвообразования на территории деятельности горнодобывающей промышленности, как методологической основы организации системы экологического контроля и мониторинга за состоянием окружающей среды при разработке алмазных месторождений не только Далдыно-Алакитского района, но и всей северо-западной Якутии.
Следующим, не менее важным прикладным результатом выполненных исследований, является типизация и детальная геохимическая характеристика почв района, необходимая для последующего биогеохимического картирования с целью выделения и экологической оценки существующих областей по условиям качества среды.
Принципиальное значение данная типизации почв района имеет и для разработки критериев экологического нормирования, столь необходимых сегодня объективных показателей масштабов и степени деградации почвенного покрова при антропогенном воздействии.
Апробация. Основные положения диссертации были представлены на научно-практической конференции «Приоритетные направления развития науки в 1 четверти XXI века: опыт, проблемы, перспективы». (Якутск2002); на 3-ей научной Всероссийской экологическая конференция «Чтения памяти Юрия Алексеевича Львова» (Томск, 2002); на 2 Международной научно -практической конференции «Актуальные проблемы экологии городов» (Караганда,2003); на Международной научно-практической конференции «Прикладная экология Севера: опыт проведенных исследований, состояние и перспективы» (Якутск, 2003); на Международной конференции «3-ей эколого-геохимической школы» (г.Новоросийск, 2003 );
Автор выражает глубокую благодарность за помощь, оказанную при выполнении данной работы, и постоянное внимание своим научным руководителям - д.б.н., проф., академику АН PC (Я) Д.Д. Саввинову и к.г.-м.н., чл.-корр. РЭА Б.С. Ягнышеву. Автор глубоко признателен за помощь и моральную поддержку д.б.н., проф. Л.Г. Еловской, а так же сотрудникам лаборатории экологии и географии мерзлотных почв ИПЭС АН PC (Я) во главе с заведующим к.б.н. Г.Н. Саввиновым.
Изученность вопроса и постановка проблемы
Самые первые сведения о территории Западной Якутии относятся к XIII-XIV векам, когда первыми землепроходцами проводились общегеографические наблюдения и их результаты встречаются в виде отрывочных донесений казаков в виде сначала «челобитных Царю батюшке» и «казацких ска-сок», а позднее (XV-XVI века) и уже более серьезных описаний. В их числе уместно упомянуть о «Чертеже Сибирской земли 1667 г. (П.П. Голубев), а также «Описания новыя земли, сиречь Сибирского царства» (1686 г.) и «Чертежную книгу Сибири» из 23 карт (С. Ремезов, 170 ). XVIII век рассматривается как период общегеографических исследований, итогами которых, помимо сугубо описательных сведений, следует считать и появление кустарного промысла поваренной соли (р. Кемпендяй на Вилюе), выплавка железа на р. Лене со второй половины XVII века. Приход человека ознаменовал и появление поселений, неизменно сопровождавшихся развитием земледелия.
История системных научных исследований территории начинается с XVII века и первые сведения известны по результатам второй Камчатской экспедиции И.Г. Гмелина, в составе которой Стелллер (1733) проехал из Якутска на р. Вилюй, и его материалы были включены в общий отчет. К этому же времени следует отнести и труды Э.К. Лаксмана (1790) давшего первое системное описание бассейна р. Вилюй и экспедиционные материалы которого были использованы в последующих работах П.С. Палласа, Т. Ловица, М.Х. Клапрота (Обручев, 1937). К этому же периоду отнесены и сведения С. Попова о географии и геологии, результатах поиска руд и цветных камней на р. Вилюй (1794). В более позднее время (XVIII век) здесь проводят свои многоплановые исследования Чайковский и А. Уклонский (1840-1841), А.Ф. Миддендорф (1842-1850), А.Л. Чекановский (1873-1875), встречаются отрывочные сведения о некоторых районах северной тайги Средне-Сибирского плоскогорья — Р.К. Маака (1886), А.Л. Чекановский (1896).
Первые научные данные о почвенном покрове Якутии получены экспедицией Переселенческого управления, работавшей в 1909-1914 годах под ру 8 ководством академика К.Д. Глинки. В 1929 г. в составе комплексной экспедиции по изучению Якутской АССР Р.И. Аболиным было проведено геоботаническое и почвенное описание Лено-Вилюйской равнины.
В дальнейших работах основной акцент в изучении природных условий Западной Якутии был сделан на описания ее геологического строения, на оценку возможностей выявления месторождений различных полезных ископаемых (А.Г. Ржонсницкий, 1912-1917; И.Л. Благовидов, 1935, 1938; А.А. Борисяк, 1923; П.Л. Драверт, Н.К. Высоцкий, 1923; К.А.Воллосович, 1926, 1930; В.Н. Зверев, 1930; С.С. Смирнов, 1932-1933; Г.Г. Moop, B.C. Соболев, 1937; В.А. Обручев, 1941-1945; М.Н. Алексеев, 1957-1958 и др.; цит. по: Боб-риевич, Бондаренко, 1959). Из них на первый план выступают геологоразведочные работы и добыча россыпного золота и платины по р. Вилюй, исландского шпата в годы войны в верхнем течении р. Вилюй, поиски месторождений нефти и газа (Н.В. Черский, 1951-1956), и с 1949 г. главным полезным ископаемым региона являются алмазы.
Первые открытия коренных месторождений алмазов в Якутии были в средине 50-х годов. Когда Г.Х. Файнтштейном были сделаны первые находки алмазов в россыпи р. Вилюй, а в 1954-55 гг. Л.А. Попугаевой, Ю.И. Хабар-диным, В.Н. Щукиным открыты первые коренные месторождения - кимбер-литовые трубки Зарница, Мир и Удачная. К настоящему времени, на территории Западной Якутии открыто 17 коренных и 29 россыпных месторождений алмазов (Наумов, 2003).
Геохимическое изучение западно-якутского региона начато с 60-х годов при производстве геологосъемочных работ масштаба 1:200 000, а с 70-х годов и при съемке масштаба 1:50 000 (Ягнышев и др., 2002). Являясь составной частью ГРС, геохимические работы были ориентированы на изучение геохимии малых элементов осадочных и магматических пород. В этот же период были проведены опытные работы на трубке Удачная М.Н. Косолапо-вой и А.И. Косолаповым (1962), на территории Мало-Ботуобинского района -В.А. Литинским (1962), В.М. Питулько (1962-1968), Л.А. Зиминым (1963 9 1964) и др. В период 1970-1981 гг. проведены методические и опытно-производственные работы по изучению геохимических ореолов кимберлитов Мало-Ботуобинского, Алакит-Мархинского и Далдынского кимберлитовых полей (Тимченко, Ягнышев, 1971, 1973, 1975; , Ягнышев и др., 1977, 1978, 1980, 1981). Опытные и площадные геохимические работы до настоящего времени представляют собой практический интерес с позиций использования фактографического материала для оценки вариаций регионального геохимического фона, для оценки рудоносности территории, для решения экологических проблем. По данным B.C. Ягнышева (2002) степень геохимической изученности территории Далдыно-Алакитского района составляет 51,7 %, что составляет 29 500 км2 , из них 1 750 км2 - это участки поисково-оценочных работ по потокам рассеяния, 450 км - площади поисковых работ по вторич-ным ореолам рассеяния и 750 км - проведение поисковых работ по первичным ореолам.
В то время вопросам генезиса формирования почвенного покрова Западной Якутии уделялось очень мало внимания. Работы носили фрагментарный характер и выполнялись для решения узко тематических задач. Наиболее хорошо было изучено Лено-Нюйское междуречье, территориально относящееся к юго-западу Якутии, где проводились первые работы по выявлению взаимозависимости между лесом и почвой в сороковых годах двадцатого столетия (Л.Г. Еловская, 1957-1961).
Подобные работы были проведены в конце 50-х годов и на территории Северо-Западной Якутии. Среди них следует выделить результаты исследований А.Н. Лукичевой (1963). Автор занималась изучением растительного покрова на севере Средне-Сибирского плоскогорья в подзоне северотаежных редкостойных лиственничных лесов. А.Н Лукичевой был обследован бассейн р. Далдын, верховья pp. Мархи и Муны. На примере Далдынского района А.Н. Лукичева охарактеризовала основные черты растительности подзоны северной тайги Центральной Сибири, которые подчиняются специфики подстилающих пород. В частности, ею отмечено, что ...«на разных породах рас 10 тительность различается с неодинаковой степенью резкости. Особенно отличается растительность на траппах от растительности на карбонатных породах» (Лукичева, 1963). Траппы представляют собой весьма благоприятное местообитание для растительности, к ним приурочены основные массивы лесов, отличающиеся относительно хорошей производительностью древостоя, повышенной жизненностью компонентов кустарникового и травяно-кустарничкого ярусов. Леса отсутствуют лишь на каменистых россыпях, местами занимающих на траппах больше площади. В составе флоры на траппах преобладают бореальные виды.
Физико-географические условия почвообразования и основные генетические характеристики зональных типов почв
Площадь исследований включает центральную часть Далдыно-Алакитского промышленного района, охватывающего верхнее течение р. Мар-хи. Территория Далдыно-Алакитского района находится на территории северозападной Якутии, расположенной, в свою очередь, в северо-восточной части Средне-Сибирского плоскогорья. В геологическом плане характеризуемая территория расположена в зоне формирования Далдынского кимберлитового поля и восточного фланга Алакит-Мархинского кимберлитового поля. Южная половина площади находится в пределах Вилюйско-Мархинского карбонатного плато с абсолютными отметками от 400 м (днища долин) до 700 м (водораздельные пространства), северная часть - относится к Оленекско-Вилюйскому пластово-карбонатному плато.
Согласно существующих схем геоморфологического районирования (Мерзлотные ландшафты..., 1989; Мерзлотно-ландшафтная карта..., 1991), структуру исследуемой территории составляют Северо-Сибирская низменность, Анабарская возвышенность и Средне-Сибирское плоскогорье.
Геоморфологическое строение в значительной степени предопределено особенностями геологии района. В пределах Средне-Сибирского плоскогорья наблюдается широкое развитие траппов, образующих покровы современной поверхности, что определяет сложную конфигурацию форм рельефа. Траппо-вые плато обычно сопровождаются наличием своеобразных уступов, перекрытых курумами. Поверхность имеет облик сильно изрезанного холмистого плоскогорья, расчлененного на отдельные блоки столообразными вершинами, горных массивов, между ними - равнинные пространства. Абсолютные отметки достигают 500 м, а относительные превышения превышения 100-250 м.
В северной части в пределах Анабарской возвышенности, Северо-Сибирской низменности и на севере Средне-Сибирского плоскогорья распространение трапповых полей ограничено, преобладающее развитие здесь имеют карбонатные породы. Абсолютные отметки полого-холмистых водоразделов не превышает 300-400 м.
В долинах наиболее крупных рек Марха, Далдын и Сытыкан имеются фрагменты аккумулятивных равнин с хорошо выраженными террасовым комплексом. Наиболее четко выражены пойма и 1 надпойменная терраса, их высота составляет в среднем 5-6 и 2-4 м.
Главной чертой геоморфологического строения Далдыно-Алакитского района является преобладание блоковых форм с выположенными и полого-волнистыми поверхностями, развитие пологих протяженных склонов.
Физико-географические особенности исследуемой территории предопределяют распределение ландшафтов, для которых характерна не только широтная, но и вертикальная зональность (Гидрогеология..., 1970). Климатические условия, размещение растительных сообществ и почв подчеркивают эту зональность.
В целом северо-западная Якутия, протяженная в меридиональном направлении, располагается в арктическом, субарктическом и умеренном поясах, но климат на ее территории повсеместно резко континентальный, что обусловлено удаленностью региона от Атлантического океана и защищенностью высокими хребтами от влияния Тихого океана. Резкая континентальность климата характеризуется продолжительной суровой зимой с минимальными температурами в январе -61,5 С, и коротким, относительно теплым летом, с максимальными температурами +23,8 С в июле. По данным метеостанций Айхал и Шоло-гонцы мы имеем следующие показатели среднемесячных температур:
Среднегодовая температура составляет -12,7 С, амплитуда максимума и минимума средних данных по месяцам составляет от -41,6 до 14,8 С. Перепад средних температур между холодным и теплым временами года очень велик и составляет от 34 до -64 С.
Сильное нагревание воздуха днем и охлаждение ночью сопровождается большим колебанием относительной влажности. В зимние месяцы данные относительной влажности, так же как и показатели температур, сглаживаются.
Средняя дата схода снежного покрова 22 V; средняя дата появления снежного покрова 23 IX; однако в отдельные годы (например, в 1957, 1974, 1995 гг.), снег появился 18-23 VIII, а в первую половину сентября держался уже устойчиво. Весной в связи с резкой сменой температур снеготаяние протекает быстро и сопровождается сильным, но кратковременным паводком.
Летом господствуют слабые юго-восточные ветра 1 -3 м/сек. Общее годовое количество осадков 247 мм. На теплый период приходится 209 мм, на холодный - 38 мм. Основное количество осадков приходится на летний период и составляет до 70 % годовой массы. Продолжительность безморозного периода увеличивается по направлению с севера на юг от 47 до 103 дней.
Вследствие довольно теплого, но короткого лета и очень низких зимних температур среднегодовая температура отрицательная, что обуславливает благоприятную обстановку для сохранения многолетней мерзлоты. Последняя имеет исключительное значение, как источник влаги для растений (Аболин, 1929; Зольников, 1954). В условиях низкой относительной влажности воздуха, высоких летних температур и недостаточного количества атмосферных осадков, летнее оттаивание мерзлоты способствует постоянному увлажнению почвы. При увеличении мощности деятельного горизонта, если исключается дополнительное грунтовое увлажнение, происходит заметное иссушение почв с поверхности, что в свою очередь сказывается на структуре и флористическом составе напочвенного покрова и древостоя.
Территория Далдыно-Алакитского района находится в зоне сплошного распространения и близкого залегания многолетнемерзлых пород, но особенности и мощность их строения различны в разных климатических зонах. Мощность мерзлотной толщи определяется в 250-400 м. Глубина оттаивания с поверхности колеблется: наименьшей мощности (10-50 см) деятельный слой достигает в условиях плоского рельефа (террасы рек, плоские водоразделы), максимальной мощности (1-2,5 м) - на хорошо дренированных склонах, а также в пойменных аллювиальных песчано-галечных отложениях. На участках тонкозернистых оторфованных грунтов глубина оттайки всего 0,5-0,7 м. По мере увеличения содержания обломочного материала, глубина оттайки увеличивается до 0,8-1,10 м. На участках, сложенных щебнисто-глыбовым материалом или хорошо промытыми галечниками, глубина оттайки достигает 3,0 м.
Льдистость грунтов также зависит от геоморфологических и геологических условий их формирования. На вершинах водоразделов, сложенных карбонатными породами и их корами выветривания, льдистость от 5-6 до 18 %. Пологие склоны, представленные элювиальными глинисто-суглинистыми отложениями, характеризуются льдистостью от 14,5% до 40,5%. Льдистость в поймах рек и нижних частях пологих склонов составляет около 40,1 %.
Ярко выражен криогенный микрорельеф: пятнисто-бугорковатый с хорошо обозначенным мерзлотным растрескиванием.
Особенности пространственной и внутрипрофильной дифференциации микроэлементного состава доминирующих типов почв
Олдондинская свита раннего ордовика (01 ol ) представлена известняками, доломитами, известковыми алевролитами, мергелями с развитием процессов огипсования. По литологическим признакам в разрезе свиты выделены следующие горизонты.
Песчано-карбонатный горизонт представлен тонкопереслаивающимися известняками, известковистыми алевролитами, известковистыми песчаниками, глинистыми известняками, серыми и желтовато-серыми доломитами, оолитовыми известняками. Мощность горизонта 60 м. Доломитовый горизонт, мощностью ПО м, в составе которого преобладают толстоплитчатые доломиты, песчанистые доломиты и другие породы.
Залегание пород почти горизонтальное, со слабым наклоном к юго-западу. Нередко они образуют мелкие купола, депрессии и флексуры (Зведер, 1958, 1959, 1961). В результате погружения пород в юго-западном направлении на южном фланге района битуминозный горизонт находится глубже линии вреза речных долин, а на северном - уничтожен эрозионно-денудационными процессами.
По плотностным свойствам породы выделяются максимальными значениями удельного веса (до 2,85 г/см3) при одновременном, но относительном росте значений объемного веса и при равномерных вариациях общей пористости пород. Геохимическая среда близка к нейтральной-слабокислой (рН=7,27), что свидетельствует о признаках существования в разрезе окислительной обстановки (Ягнышев и др., 2001).
В роли основного концентратора микроэлементов здесь выступают известняки. Для них установлены наибольшие содержания Ті, Сг, РЬ, Мп, Си и Zn. Доломиты имеют наименьшие количества микроэлементов, а мергели занимают промежуточное положение между доломитами и известняками. В качестве ведущих элементов выделены бор и марганец, количества которых превышают фоновые значения до 1,5-2,5 раза. Литий, хром, медь имеют значения близкие к фоновым. Концентрации Ті, V, Со, Ni, Zn, Ga, Sn, Pb и Mo ниже средних значений для раннего палеозоя.
Анализ результатов химического состава водных вытяжек показывает понижение содержаний водорастворимых форм калия, натрия и магния, при относительном росте значений кальция, что в целом, согласуется с особенностями литологического состава разреза олдондинской свиты раннего ордовика.
Сохсолоохская свита раннего ордовика (01 ss) представлена песчаниками, песчанистыми известняками, доломитами, мергелями и алевролитами. Отмечается, что доломиты, мергели и известняки выделяются проявлением повышенных концентраций большинства химических элементов. Это существенно отличает их от аналогичных литотипов разреза других стратиграфических подразделений (Ягнышев и др., 2001). Известняки характеризуются проявлениями максимумов марганца, лития, бора; доломиты - меди, цинка, титана. Мергели несут в себе наибольшие содержания Cr, Со, Ni, Sn и Pb. По отношению к фоновым значениям, для пород свиты выделены характерные элементы -Li, В, Cr, Со, Ni, Zn и Pb, с содержаниями в 1,5-3 геофона. Количества V, Мп и Ga остаются в пределах фоновых параметров, а титана, меди, молибдена и олова ниже средних.
Кыллахская свита среднего — позднего ордовика (02-3 kl) сложена известковыми гравеллитами, мергелями, доломитами и известняками. Породы выделяются повышенным объемным весом при заметном понижении общей пористости (Ягнышев и др., 2001). Происходит заметное возрастание значений Eh. Минеральный состав тяжелой фракции характеризуется наличием повышенных содержаний рутила, фосфатов, роговой обманки, сфалерита, пирита. Отличительной чертой разреза являются наименьшие количества здесь ильменита, магнетита и апатита. Высокие содержания меди и титана обнаружены в глинистых доломитах, в известняках - бор, цинк, марганец, медь и свинец, а мергели несут в себе повышенные концентрации цинка, меди, никеля, олова, титана и хрома.
В качестве характерных элементов выделены Li, В, Мп, V, Сг, Ni, Zn. Содержания титана, свинца и галлия близки к фоновым, а количества прочих микроэлементов - ниже средних значений.
Меикская свита раннего силура ( SI mk) представлена мергелями и известняками. По плотностным свойствам она выделяется меньшей плотностью пород, а по сравнению с осадками ордовика - возрастанием общей пористости, при относительном уменьшении значений объемного веса (Ягнышев и др., 2001). Геохимическая среда является наиболее кислой среди прочих нижнепалеозойских образований и имеет здесь максимальные значения рН = 7,44 при минимальных Eh = 398,2 мв.
По распределению содержаний микроэлементов по литотипам пород отмечается заметное повышение уровня их концентрации. Мергели вновь выступают в роли основного концентратора Li, В, V, Сг, Мп и Си. БЛИЗКИ К НИМ И содержания бора и меди в доломитах. Здесь же определены наибольшие количества свинца, ванадия, никеля и титана. Известняки по содержанию микроэлементов занимают промежуточное значение между доломитами и мергелями.
Таким образом, породы кембрия и ордовика, занимающие значительное пространство территории Северо-Западной Якутии, характеризуются заметным преобладанием лито-, халько- и сидерофильных элементов: W, Pb, Y, Sc, Li, Р, Сг, Со, Zn, Ga, Sn, В, Ті, V, Mn, Ni, Cu, Ge, Mo, Ag, Bi (т.е. практически всех изученных микроэлементов). Раннепалеозойские образования выступают в роли почвообразующего субстрата, определяя тем самым «карбонатную» направленность существующих геохимических процессов в современных почвах. Для каждого стратиграфического горизонта карбонатного разреза существуют характерные группы индикаторных элементов, которые унаследовано передаются минеральной части почв.
Экологическая значимость микроэлементного состава почв Далдыно-Алакитского района
Реакция среды нейтральная, стабильная по всему почвенному профилю. Почвенный поглощающий комплекс насыщен основаниями с преобладанием кальция и магния.
Таким образом, криоземы гомогенные неоглеенные характеризуются невысокой сорбционной способностью, практически равным соотношением объемов физической глины и песка, высоким содержанием органики, ост-руктурены и отличаются маломощным почвенным профилем.
Криоземы тиксотропные составляют порядка 17,2 % почвенного покрова Далдыно-Алакитского района. Они занимают низкие увалы и нижние части склонов правобережья pp. Мархи и Далдына, а также пологие и покатые склоны террасовидных поверхностей междуречий. В микрорельефе ярко выражены криогенные формы: бугры, трещины, полигоны. Трещины и западины заполнены опадом растительности и плохо разложившейся органики. Подстилающими породами являются карбонатно-терригенные образования кембрия и ордовика. Почвы формируются под мохово-лишайниковыми лиственничными редколесьями и молодым подлеском. В составе кустарничкового яруса, индикатором присутствия карбонатов выступает голубика. Обычно эти почвы имеют на поверхности рыхлую лесную подстилку (Ао) небольшой мощности (3-5, реже - до 10 см) из очеса живых мхов, лишайников и опада древесных и кустарниковых растений. Под подстилкой залегает серовато-бурый органогенный горизонт А (в некоторых случаях сразу органо-минеральный слой АВ) мощностью до 10-15 см, с большой долей (до 50%) слабо разложившегося торфа. Горизонт А весь пронизан корнями растений и постепенно переходит в минеральный слой В — буровато-серый или коричневый, тяжело суглинистый (нередко - глинистый) с некоторым присутствием дресвы и щебня карбонатных пород, бесструктурный, влажный с редкими корнями растений. Переход в подстилающий горизонт ВС постепенный. Для горизонта ВС характерны та же окраска, влажность, тиксотропность с укрупнением размеров и количества кластической примеси подстилающих пород. При высыхании
При высыхании почвенный материал горизонта ВС цементируется. Носители тиксотропных свойств - коллоидные частицы размером менее 0,0001 мм. (Еловская и др., 1979). Обладая огромной поверхностной энергией, они образуют вокруг себя мощные оболочки рыхло-связанной воды. Тиксотропная структура возникает тогда, когда гидратные оболочки настолько велики, что броуновское движение коллоидных частиц уже невозможно. Структурная связь между частицами в тиксотропных грунтах осуществляется через гидратные оболочки коллоидной фракции.
Отличительными признаками криоземов тиксотропных являются отсутствие признаков оглеения и наличие тиксотропности, ярко выраженные признаки криотурбации в условиях высокого гидроморфизма (Еловская, 1987). В целом криоземы тиксотропные характеризуются тяжелым гранулометрическим составом (табл. 3.3), торфянистостью и грубогумусностью.
Почвы отличаются слабокислой реакцией среды в гумусовом горизонте А (рН = 5,35) и ближе к нейтральной в горизонтах В и ВС (рН = 6,1—6,3). Кислая реакция верхних горизонтов обуславливается поступлением в почву из опада кислых продуктов разложения растительных остатков. Почвенный поглощающий комплекс в верхнем горизонте слабо насыщен основаниями, вниз по профилю картина меняется с преобладанием в составе Сат" и Mg , содержание которых увеличивается с глубиной. На долю Na+ и К+ приходится всего порядка 5 % обменных оснований, при чем содержание первого незначительно увеличивается с глубиной, а калия, наоборот, уменьшается (табл. 3.5).
В составе водорастворимого комплекса доминируют гидрокарбонаты (до 80 %). Анионы СГ аккумулируются в гумусовых горизонтах и содержание их уменьшается вниз по почвенному профилю, что можно объяснить вытеснением их карбонатами с выносом в органогенные горизонты. Среди катионов преобладают кальций и магний.
Содержание органики высокое до 15,5% в горизонте Ai и снижается до 2,4 % в горизонте ВС. Соотношение C/N варьирует в пределах 20,3-25, что говорит о слабом разложении органического вещества, которое характерно в целом для криоземов. Гумус почв фульватный, очень подвижный, пропитывает весь профиль и часто накапливается в надмерзлотном горизонте (Наумов, 1974). Перераспределение органического вещества по почвенному профилю связано с криотурбационными процессами. В составе гумуса высокий процент содержания негидролизуемых веществ (Еловская, 1987). Криоземы тиксотропные отличаются от вышеописанных криоземов гомогенных наличием минерального горизонта В и почвенным профилем с признаками дифференциации по содержаниям окислов и органического вещества. Это, по мнению В.Г. Зольникова (1962) и И.А. Соколова (1980), объясняется степенью выветривания обломков подстилающих пород, и связанных с этим морфологическими и вещественными различиями почв. Анализ валового химического состава подтверждает неоднородность почвенного профиля криоземов тиксотропных (рис. 3.8). Минеральная часть почвенного профиля характеризуется накоплением S1O2, TiO, А1203, MgO, Р2О5.
