Лаборатория геологии техногенных процессов
Хайрулина Е. А., Ворончихина Е. А., Максимович Н. Г. Ландшафтно-геохимические особенности лесостепных экосистем курганского Зауралья //Ландшафтоведение: Теория, методы, региональные исследования, практика: Материалы XI Междунар. ландшафтной конф. - М.:Географ. фак. МГУ, 2006.- С.357-359.
ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЛЕСОСТЕПНЫХ ЭКОСИСТЕМ КУРГАНСКОГО ЗАУРАЛЬЯ
Хайрулина Е. А., Ворончихина Е. А., Максимович H. Г.
Лесостепная зона России издавна являлась регионом преимущественно агрохозяйственного освоения с типичным для него комплексом экологических проблем и относительно щадящим типом техногенной нагрузки на природную среду. С середины прошлого века благодаря освоению месторождений полезных ископаемых, промышленному и гражданскому строительству на фоне агрохозяйственной нагрузки увеличивается промышленно-техногенное влияние на лесостепные экосистемы. К числу таких регионов относится участок западносибирской лесостепи в границах водосборной площади р. Миасс. Выявление ландшафтно-геохимических особенностей лесостепных экосистем в связи с освоением данной территории являлось целью данной работы.
С целью выявления ландшафтно-геохимических особенностей территории были проведены литохимические, гидрогеологические, гидрохимические, почвенные, ботанические и биогеохимические исследования в 1997-2005 гг. Определение основных химических показателей субстратов проводилось по общепринятым методикам. Валовое содержание микроэлементов определялось в Центральной Уральской лаборатории в лаборатории атомно-эмиссионным анализом на дифракционных спектрографах ДФС-13-1 с приставкой «Полюс-4». Данным методом определялся широкий круг элементов (36 элементов).
Современные ландшафты территории исследования — продукт сложной истории развития лесостепных комплексов вследствие их географического положения в ареале взаимодействия лесного и степного зональных типов ландшафтов. Сезонная и многолетняя динамика ландшафтно-геохимических показателей является неотъемлемой чертой лесостепных экосистем. Она складывается под влиянием двух разнонаправленных вековых тенденций естественного развития — гумидной и ксеротермической — на фоне которой прослеживаются краткосрочные, 10-12-летние ритмические колебания температурно-влажностного режима, проявляющиеся в сменах относительно сухих (ксеротермических) фаз более влажными (гидротермическими). Рассмотренные ритмические процессы оказывают существенное влияние на ландшафтно-морфологическую структуру территории и устойчивость ее экосистем.
В числе ведущих факторов ландшафтообразования, наряду с климатическими, важную роль сыграли группы геоморфогенных, гидрологических и биотических, в том числе — своеобразие осадочных и подстилающих пород; поверхностных и подземных вод; равнинность рельефа и специфика биотических компонентов. Взаимодействуя, данные факторы определяют на рассматриваемой территории своеобразие природных процессов и ее ландшафтный облик. На фоне единой зонально обусловленной направленности ландшафтно-геохимических процессов развиваются — характерные для равнинных условий аридных зон — кальцитогенез, гуматогенез, галогенез (Глазовская, 1988). Наряду с доминирующими лесными и степными природными ландшафтами распространены интразональные ландшафтные единицы: болотные, луговые и галофитные.
Компонентный анализ современного состояния экосистем, выполненный для различных типов ландшафтных единиц, показал, что для выявления ландшафтно-геохимических особенностей важно наличие палеогеновой морской трансгрессии, перекрытой четвертичными озерно-аллювиальными, элювиальными и аллювиально-делювиальными отложениями. В литологическом разрезе она представлена мощной толщей чеганских глин, характеризующихся сульфатным составом, наличием химически неустойчивых минералов (пирит, гипс) с повышенным содержанием солевых форм тяжелых металлов и бора, существенно влияющих на химический состав подземных вод, через них — на все составляющие региональных экосистем.
В долине р. Миасс, где глины чеганской серии полностью размыты, и водоупор представлен только диатомитами ирбитской свиты, распространены подземные воды с высокой минерализацией — до 5,8 г/л, при средних значениях 1,2-1,5 г/л. В весенний период, когда питание подземных вод поймы осуществляется за счет внедрения более пресных речных вод, минерализация может значительно снижаться. Для менее минерализованных вод характерно преобладание гидрокарбонатов, для более минерализованных — сульфатов при повышенных значениях хлоридов. Так, содержание сульфатов может достигать 3,2 г/л, хлоридов — 1,2 г/л, натрия — 1,1 г/л, кальция — 0,6 г/л, магния — 0,4 г/л, общего железа — 0,01 г/л. В подземных водах на территории пойм зафиксировано высокое содержание ряда микроэлементов. Содержание марганца изменяется от 0,15 до 11,37 мг/л, бария — до 0,72 мг/л, лития — 0,045-0,240 мг/л, бора- 0,15-0,57 мг/л, а в единичных случаях достигает 2,3 мг/л. Водородный показатель, обычно близкий к нейтральным значениям, на отдельных участках поймы снижается до 4,2-4,3.
В настоящее время чеганские глины залегают на сравнительно небольшой глубине от поверхности почвы, в пределах 0,5-10 м, и служат водоупором грунтовых вод, определяющих специфику химического состава поверхностных вод, соленакопления в почвенном покрове и интенсивность развития болотного ландшафтообразования.
Влияние высоко минерализованных фунтовых вод на химический состав поверхностных вод особенно характерно для притоков р. Миасс, сток которых формируется на данной территории. При минерализации вод на исследуемом участке р. Миасс 0,5-0,7 г/л (воды сульфатно-натриевого состава), минерализация ее притоков достигает 1,9 г/л (р. Чумляк) (воды сульфатно-натриевого состава и хлоридно-натриевого состава).
Почвенный покров исследуемой территории представлен в основном черноземами выщелоченными и лугово-черноземными тяжелосуглинистыми и суглинистыми почвами. В подчиненных ландшафтах формируются серые лесные почвы и солоди. Для почвенной среды характерна обычная на фоне рассматриваемой зоны нейтральная или слабощелочная реакция с некоторым подкислением в верхнем горизонте. В составе анионного комплекса преобладают гидрокарбонаты и сульфаты. Поглощающий комплекс (ПК) представлен основаниями Са и Mg. В засоленных и солонцеватых почвенных типах значительную долю емкость катионного обмена формирует обменный Na. Характер засоления почв в большинстве проб сульфатный (SO4/C1 достигает в некоторых разрезах до 2).
Анализ микроэлементного состава почв показал, что содержание микроэлементов повсеместно отличается высокими концентрациями. Валовое содержание ряда элементов в зональных почвах составило (мг/кг): Ni — 26,2-68 (до 8 ПДК); Сг — 87-276,3 (до 2,7 ПДК); V — 146-190 (до 1,2 ПДК), Мn — 569-1724 (до 1,7 ПДК); Сu — 29,7-80,5 (до 1,4 ПДК);Zn — 48,2-112,4 (до 1,1 ПДК). В целом, растительность исследуемого района наследует повышенное содержание ряда элементов (Ni, Со, Сг, Мn, V, Sc, Cd, Ba, Sr, La). Исходя из своеобразия естественных геохимических условий региона, можно предполагать, что зафиксированное высокое содержание в почвенно-растительном компоненте ландшафтов перечисленных микроэлементов обусловлено естественными причинами. Повышенные концентрации данных элементов являются обычными для осадочных отложений морского генезиса.
Таким образом, сложившееся разнообразие ландшафтов на исследуемой территории в большой степени зависит от глубины залегания толщи химически активных чеганских глин и высокоминерализованных подземных вод. Эти факторы необходимо учитывать при освоении территории, в результате которого часто происходит извлечение на поверхность горных пород и изменение уровня грунтовых вод. Увеличение или уменьшение их роли в ландшафтно-геохимических процессах может привести к изменению современной территориальной ландшафтной структуры района исследования.
|
|
|
