Физико-химические свойства и буферная способность почв долины Средней Катуни

13. Solovov, V.P. Zhabronog artemiya: istoriya i perspektivih ispoljzovaniya resursov / V.P. Solovov, M.A. Podurovskiyj, T.L. Yasyuchenya. -Barnaul, 2001.

14. Bulatov, S.A. Osobennosti ehkologii artemii uljtragalinnogo zaliva Kara-Bogaz-Gol i nekotorihe aspektih ee pitaniya v estestvennihkh usloviyakh // Bioraznoobrazie artemii v stranakh SNG: sb. dokladov. - Tyumenj, 2004.

15. Vodorosli. Spravochnik. - Kiev, 1989.

16. Tolomeev, A.P. Tonkoe stratificirovannoe raspredelenie Gammarus lacustris Sars (Crustacea: Amphipoda) v pelagiali meromikticheskogo ozera Shira (Rossiya, Khakasiya) / A.P. Tolomeev, E.S. Zadereev, A.G. Degermendzhi // Dokladih akademii nauk. - 2006. - T. 411. - № 4.

17. Solnihshkina, M.V. Vertikaljnoe raspredelenie fitoplanktona v mezotrofnom ozere Boljshoe // Botan. issl-ya Sibiri i Kazakhstana. - 1994. - № 2.

18. Mineeva, N.M. Rastiteljnihe pigmentih kak pokazatelj sostoyaniya ehkosistemih vodokhranilith // Sovremennaya ehkologicheskaya situaciya v Rihbinskom i Gorjkovskom vodokhranilithakh. - Yaroslavlj, 2000.

19. Margalef, R. Correlations entre certain caracteres synthetiques des populations de phytoplankton // Hydrobiologia, 1961. - Vol. 18.

20. Watson, R.A. An algal pigment ratio as an indicator of the nitrogen supply to phytoplankton in three Norfolk broads / R.A. Watson, P.L. Osborne // Freshwater Biol. - 1979. - Vol. 9. - № 6.

21. Foy, R.H. A comparison of chlorophyll a and carotenoid concentrations as indicators of algal volume // Freshwater Biol. - 1987. - Vol. 17. - № 2.

22. OECD (Organization for Economic Cooperation and Development). - Paris, 1982.

23. Oksiyuk, O.P. Kompleksnaya ehkologicheskaya klassifikaciya kachestva poverkhnostnihkh vod sushi / O.P. Oksiyuk, V.N. Zhukinskiyj, L.P. Braginskiyj [i dr.] // Gidrobiol. zhurn. - 1993. - № 29 (4).

Статья поступила в редакцию 07.12.11

УДК 631.4

Meshkinova S.S. PHYSICAL-CHEMICAL PROPERTIES AND BUFFER ABILITY IN SOILS OF THE MID KATUN VALLEY.

Physical-chemical properties and buffer ability in soils of the Mid Katun Valley were investigated. It was found that the soils under study are characterized by alkalescent and alkaline reaction, high carbonate and light granulometric content. The buffer ability in soil are high.

Key words: soil, buffer ability, humus, carbonate, granulometric content.

С.С. Мешкинова, инженер, Институт водных и экологических проблем, г. Барнаул, Е-mail: meshkinova@iwep.asu.ru

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И БУФЕРНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВ ДОЛИНЫ СРЕДНЕЙ КАТУНИ

Исследованы физико-химические свойства и буферная способность почв долины Средней Катуни. Выявлено, что исследуемые почвы характеризуются слабощелочной и щелочной реакцией среды, высоким содержанием карбонатов, легким гранулометрическим составом и обладают высокой буферной способностью гумусовых горизонтов. Ключевые слова: почва, буферная способность, гумус, карбонаты, гранулометрический состав.

Почву как систему соединений химических элементов характеризуют качественный состав, а также количество и соотношение соединений, в составе которых находятся химические элементы. В процессе эволюции почва приобретает свойства, определяющие ее устойчивость к тому или иному виду загрязнения.

Объектами исследования были почвы долины Средней Катуни. Наибольшее распространение имеют черноземы южные и обыкновенные. Также встречались темно-каштановые, горно-лесные черноземовидные почвы на элювиальных, делювиальных, аллювиально-делювиальных, аллювиальных отложениях, щебни-сто-песчаных, щебнисто-супесчаных, галечниково-песчаных и га-лечниково-супесчаных, а также хорошо сортированных песчаных отложениях [1-2].

Физико-химические и физические свойства почв (величина рН, содержание гумуса, ила, физической глины, карбонатов, емкость поглощения) определяли общепринятыми в почвоведении и агрохимии методами [3-4]. Почвенные разрезы закладывали в системе ландшафтно-геохимических катен, охватывая все геоморфологические элементы.

Физико-химические свойства почв долины Средней Катуни

Реакция среды. Только гумусово-аккумулятивные горизонты горно-лесных черноземовидных почв обладают почти нейтральной реакцией среды, с характерным увеличением этого показателя вниз по профилю за счет аккумуляции значительного количества карбонатов (табл. 1). В среднем рН для них составляет 7,9±0,1 с вариационными изменениями 6,4-9,2. Темно-каштановые почвы и черноземы обыкновенные и южные имеют щелочную реакцию среды по всему профилю. Показатель рН водной суспензии для этих почв варьирует в диапазоне: 7,2-8,6 (8,0±0,2); 6,4-9,2 (8,3±0,1); 7,1-9,1 (8,3±0,1), соответственно (табл. 2).

Емкость поглощения. В почвах всех типов эта величина резко снижается вниз по профилю, аналогично концентрации гумуса и тонкодисперсных фракций мелкозема, которые интегрально определяют поглотительную способность (табл. 1). В дерновых и гумусовых горизонтах горно-лесных черноземовидных почв емкость поглощения может достигать существенных величин - 83,2 мг-экв/100 г. Средние значения по типам и подтипам составляют

для горно-лесной черноземовидной - 35,2±6,0 (7,6-83,2) мг-экв/ 100 г; чернозема обыкновенного - 16,7±1,9 (2,3-52,8) мг-экв/100 г; чернозема южного - 16,9±2,2 (0,8-72,2); темно-каштанового -21,3±3,3 (7,8-29,9) мг-экв/100 г.

Карбонаты. Формирование почв на мощных карбонатных аккумулятивных корах выветривания является геохимической особенностью почв и почвообразования в долине Средней Кату-ни. Во всех типах почв наблюдается горизонт максимальной аккумуляции карбонатов, глубина залегания которого обусловливается положением почвы в рельефе и проявлением конкретных почвообразовательных процессов (табл. 1).

В рассмотренных почвенных разрезах наибольшее содержание карбонатов в горизонте их максимальной аккумуляции достигает 52,0 % и в среднем равно 14,7±0,9 % при коэффициенте вариации 65,9 % (табл. 2). Высокие концентрации карбонатов выявлены в черноземах южных и темно-каштановых почвах.

Наибольшее накопление карбонатов в исследуемых почвах свойственно горизонтам, где они встречаются в форме пропитки и корочек на нижней поверхности щебня, гальки, валунов. В меньшем количестве карбонаты накапливаются в горизонтах, где они находятся в псевдомицелярной форме. Органическое вещество. Для горно-лесных черноземовидных почв долины характерен довольно мощный гумусовый горизонт, в среднем составляющий 30-40 см, с содержанием гумуса до 17,1 %. В горизонте А среднее содержание гумуса составляет 9,9±1,6 % (табл. 2).

Относительно равномерное распределение гумуса в черноземах обыкновенных наблюдается в аккумулятивно-иллювиальных горизонтах (табл. 1). Содержание гумуса в них колеблется от 0,7 до 11,8 % при мощности горизонта А 20±8 см. Максимальные значения характерны для дерновых горизонтов. Немного ниже содержание гумуса в верхнем горизонте пахотных почв. В среднем концентрация гумуса составляет 5,1±0,3 % (табл. 2).

Черноземы южные характеризуются маломощным и средне-мощным гумусовым горизонтом. В большинстве разрезов содержание гумуса в иллювиальном горизонте резко снижается. Количество его в верхнем слое в среднем составляет 4,1±0,5 %, с варьированием от 0,2 до 17,1 % в дерновых горизонтах (табл. 2).

Таблица 1

Физико-химические свойства и гранулометрический состав почв долины Средней Катуни

Генетический горизонт Глубина образца, см Гумус CaCO3 рН водный Емкость поглощения, мг-экв/100г почвы Физическая глина Ил

% %

1 2 3 4 5 6 7 8

Горно-лесная черноземовидная, разрез 1

Адер (1-11) 16,2 0,8 6,7 79,9 10,9 2,2

А (15-25) 13,6 1,1 7,2 77,3 8,9 0,7

А (35-45) 6,0 0,8 7,4 53,8 30,7 10,9

АВ (45-55) 4,9 2,5 7,7 27,7 36,1 14,8

k В 1 (56-66) 1,2 33,6 8,0 14,3 31,7 12,0

k В 2 (70-80) 1,0 3,1 8,7 15,1 36,6 16,7

Ск (90-100) 0,5 23,1 8,1 10,9 31,9 12,8

Горно-лесная черноземовидная, разрез 2

Адер 0,5-9 17,1 1,1 7,2 83,2 8,9 0,4

А 5-15 16,6 0,8 7,2 83,2 9,5 1,3

АВ 32-40 11,8 1,3 7,4 48,7 11,8 0,4

ВСК 43-53 3,4 6,8 8,2 21,0 20,7 2,5

ВСК 60-70 1,4 13,3 8,3 12,6 39,4 10,4

Ск 90-100 1,0 5,7 8,4 21,0 14,3 3,7

Чернозем обыкновенный, разрез 3

Апах (5-15) 7,4 12,9 8,2 34,9 34,2 11,1

АВ' (30-40) 4,9 18,0 8,4 25,6 37,8 11,3

АВ" (60-70) 4,1 13,8 8,4 24,1 37,5 9,7

В (95-105) 2,1 26,1 8,5 19,4 63,4 21,3

ВС (123-133) 1,1 17,4 8,6 10,1 37,4 16,3

Чернозем обыкновенный, разрез 4

А (0-9) 6,1 22,22 8,1 21,7 21,0 9,4

А (9-19) 4,1 20,0 8,3 17,1 15,8 4,6

1 2 3 4 5 6 7 8

АВ (22-32) 3,4 35,8 8,3 12,4 26,0 14,3

В (36-46) 1,2 34,5 8,6 7,8 21,1 6,2

ВС (50-60) 0,9 31,3 8,8 7,8 27,4 10,1

Чернозем южный, разрез 5

А (0-16) 10,5 11,9 8,1 20,9 8,5 3,1

АВ (20-30) 2,7 18,3 8,5 7,0 12,4 3,8

В1 (45-55) 2,5 19,3 8,7 5,4 6,3 2,7

В2 (65-75) 2,4 19,3 8,8 5,4 9,1 3,7

ВС (80-103) 2 22,9 8,9 3,9 6,1 3,1

Чернозем южный, разрез 6

Ат (0-5) 19,8 9,0 7,1 59,0 15,0 3,6

А' (7-17) 12,1 13,8 8 32,6 11,1 3,5

А" (18-28) 8,7 19,0 8,2 35,7 14,7 9,7

АВ (36-46) 6,4 23,8 8,2 28,7 24,4 7,5

ВС (62-78) 4,7 52,0 8,4 11,6 22,3 9,0

Темно-каштановая, разрез 7

Ад (0-5) 6,3 6,7 7,2 29,5 10,6 3,6

А (5-15) 5,1 5,7 7,5 23,3 15,4 4,8

АВ (18-28) 4,2 25,1 8,2 17,1 18,9 9,6

СD (> 35) 2,1 25,8 8,6 7,8 17,5 10,1

Темно-каштановые почвы характеризуются относительно равномерным распределением гумуса по профилю. Мощность гумусосферы рассматриваемых почв равна 15±8 см. В горизонте А содержание гумуса 4,3±0,4 %, при колебаниях от 2,8 % до 6,8 % (табл.2).

В среднем запасы гумуса в слое 40 см почв долины Средней Катуни небольшие - примерно 65 т/га. Объем наземной и подземной фитомассы соответствуют параметрам зоны сухих степей - 4-5 ц/га [5].

Гоанулометрический состав. Так как почвы долины Средней Катуни формируются в основном на песчаных, супесчаных аллювиальных отложениях террас, конусов выноса и делювиальных склонов, то в составе мелкозема почв (< 1 мм) превалируют фракции крупного, мелкого и среднего песка (табл. 1.). Содержание пылеватой фракции не превышает 10 %. Количество физической глины - 17,1±1,0 %, при существенном варьировании от 0,9 до 63,4 %. Содержание илистой фракции очень низкое и достигает всего лишь 5,6±0,4 %.

Под устойчивостью, прежде всего, понимают потенциальный запас буферности почв [6]. Защитные возможности почв по отношению к микроэлементам, большинство из которых являются тяжелыми металлами, не беспредельны [7-8]. Чем выше эти свойства почвы, тем большее количество тяжелых металлов она способна переводить в малодоступные для корней растений и слабомигрирующее соединения [8]. Многими исследователями было указано, что миграция микроэлементов зависит от свойств почв, решающее значение среди которых имеют: реакция среды, гуму-сированность, гранулометрический состав, содержание Fe, А1 (подвижных форм) и карбонаты.

На основании шкалы буферности почв, составленной В.Б. Ильиным [8], было рассчитано долевое участие каждого из

свойств гумусовых горизонтов почв долины Средней Катуни в формировании их буферной способности (табл. 2).

По градации В.Б. Ильина[8] горно-лесные черноземовидные почвы исследуемой территории характеризуется повышенной степенью буферности. В этом случае предельно допустимый уровень накопления тяжелых металлов находится в диапазоне от 10 до 13 фоновых содержаний. Высокой степенью буферности гумусовых горизонтов характеризуются черноземы обыкновенные, черноземы южные и темно-каштановые почвы с предельно допустимым гигиеническим уровнем содержания тяжелых металлов от 13 до 16 фоновых значений и выше.

Таблица 2

Долевое участие свойств гумусовых горизонтов почв долины Средней Катуни в формировании их буферной способности

Почвы долины Средней Катуни Компоненты почвы, определяющие её буферность Сумма баллов Степень буферности

гумус физ. глина рНв R2O3 * карбонаты

Горно-лесные черноземовидные 9,9 ±1,6 8 19,7 ± 3,0 5 7,5 ± 0,1 12,5 1,6 ± 0,1 2,5 4,4 ± 1,4 12,5 40,5 повышенная

Черноземы обыкновенные 4,9 ± 0,4 5 21,5 ± 2,1 10 8,1 ± 0,1 15 2,3 ± 0,1 4 15,7 ± 2,0 15,5 49,5 высокая

Черноземы южные 4,1 ± 0,4 5 15,5 ± 1,2 5 8,0 ± 0,1 15 1,7 ± 0,2 2,5 10,9 ± 1,7 15,5 43 высокая

Темно-каштановые 4,7 ± 0,4 5 11,5 ± 1,2 5 7,8 ± 0,2 15 1,2 ± 0,1 2,5 12,3 ± 4,4 15,5 43 высокая

Примечание: * - валовое количество оксида железа ^е203); в числителе - среднее значение показателя ± ошибка средней арифметической; в знаменателе - количество баллов, полученных за счет долевого участия компонента почвы.

Выводы

1. Изученные почвы характеризуются слабощелочной и щелочной реакцией среды, высоким содержанием карбонатов, легким гранулометрическим составом.

Библиографический список

2. Почвы долины Средней Катуни обладают высокой буферной способностью гумусовых горизонтов, исходя из этого, можем сказать, что исследованные типы и подтипы почв обладают высокой устойчивостью к загрязнению тяжелыми металлами.

1. Мальгин, М.А. Биогеохимия микроэлементов в Горном Алтае. - Новосибирск, 1978.

2. Почвы Горно-Алтайской автономной области. - Новосибирск, 1973.

3. Агрохимические методы исследования почв. - М., 1975.

4. Аринушкина, Е.В. Руководство по химическому анализу почв. - М., 1970.

5. Отчет по теме: «Изучение водохозяйственного, гидрохимического и экологического состояния рек бассейна Верхней Оби». - Новосибирск; Барнаул; Томск, 1990. - Разд. 3.

6. Глазовская, М.А. Методологические основы оценки эколого-геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям. - М., 1997.

7. Добровольский, Г.В. Функции почв в биосфере и экосистемах / Г.В. Добровольский, Е.Д. Никитин. - М., 1990.

8. Ильин, В.Б. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области / В.Б. Ильин, А.И. Сысо. - Новосибирск, 2001.

Bibliography

1. Maljgin, M.A. Biogeokhimiya mikroehlementov v Gornom Altae. - Novosibirsk, 1978.

2. Pochvih Gorno-Altayjskoyj avtonomnoyj oblasti. - Novosibirsk, 1973.

3. Agrokhimicheskie metodih issledovaniya pochv. - M., 1975.

4. Arinushkina, E.V. Rukovodstvo po khimicheskomu analizu pochv. - M., 1970.

5. Otchet po teme: «Izuchenie vodokhozyayjstvennogo, gidrokhimicheskogo i ehkologicheskogo sostoyaniya rek basseyjna Verkhneyj Obi». -Novosibirsk; Barnaul; Tomsk, 1990. - Razd. 3.

6. Glazovskaya, M.A. Metodologicheskie osnovih ocenki ehkologo-geokhimicheskoyj ustoyjchivosti pochv k tekhnogennihm vozdeyjstviyam. -M., 1997.

7. Dobrovoljskiyj, G.V. Funkcii pochv v biosfere i ehkosistemakh / G.V. Dobrovoljskiyj, E.D. Nikitin. - M., 1990.

8. Iljin, V.B. Mikroehlementih i tyazhelihe metallih v pochvakh i rasteniyakh Novosibirskoyj oblasti / V.B. Iljin, A.I. Sihso. - Novosi-birsk, 2001.

Статья поступила в редакцию 07.12.11

УДК 574.587

Bezmaternykh D.M., Chernyshkova K.V., Zhukova O.N. COMPOSITION AND STRUCTURE OF ZOOBENTHOS OF LAKE CHANY. Data on composition and structure of zoobenthos in Lake Chany in 2004 are given. The influence of the fundamental ecological factors on a biomass and quantity of a zoobenthos is considered. The zoogeographical and ecological analysis of the lake fauna is carried out. The species diversity is estimated, and the saprobity index is calculated. The data obtained are indicative of low eutrophication and mild biotic lake contamination.

Key word: benthos, benthic invertebrates, Chany Lake, environmental factors.