К вопросу о геохимических особенностях почв, формирующихся на песчаных отложениях предгорных котловин Приенисейской Сибири

Актуальные вопросы изучения рельефа, климата и почв

УДК 550.4:551.2; 550.4:551.3 Борисова И. В. Borisova I. V.

К ВОПРОСУ О ГЕОХИМИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЯХ ПОЧВ, ФОРМИРУЮЩИХСЯ НА ПЕСЧАНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ПРЕДГОРНЫХ КОТЛОВИН ПРИЕНИСЕЙСКОЙ

СИБИРИ

ON THE PROBLEM OF GEOCHEMICAL FEATURES OF SOILS FORMED ON SANDY DEPOSITIONS IN FOOTHILL DEPRESSIONS OF YENISEI SIBERIA

Красноярский государственный университет, г. Красноярск

В статье рассмотрены геохимические свойства песчаных отложений и почв, формирующихся на них, расположенных в районах, находящихся ниже по течению от антецедентных участков долины р. Енисей. Установлено формирование ряда саморазвития почв от дерновых боровых до дерново-подзолистых почв. Почвенная толща характеризуется началом развития элювиального горизонта, что отражено в выносе основных элементов валового состава из верхней части почвенного профиля и аккумуляции в средней части.

Исследование геохимических свойств песчаных отложений и почв, формирующихся на них, представляет значительный интерес, так как является источником информации об истории осадконакопления, эволюции и функционировании почвенного покрова. Сравнительный анализ свойств интразональных почв и песчаных отложений различных физико-географических районов дает ценный материал не только для восстановления истории развития почв и осадконакопления, но и позволяет охарактеризовать палеогеографическую обстановку прошлых эпох, а также дать прогноз дальнейшего развития современных экологических условий.

Район исследования охватывает Минусинскую межгорную впадину и Красноярскую предгорную лесостепную котловину. Объектом исследования являются песчаные отложения, формирующиеся на равнинных территориях, расположенных в районах, находящихся ниже по течению от антецедентных участков долины р. Енисей, и развивающиеся на них почвы.

Изученные разрезы характеризуются общими макроморфологическими признаками: бурым с сероватым оттенком слаборазвитым гумусово-аккумулятивным горизонтом, ниже которого располагается мощная толща мелкозернистого хорошо сортированного песка. Несмотря на макроморфологически единую толщу анализ гранулометрического состава отложений показал неоднородность строения.

Современная почва формируется на песчаных рыхлых отложениях. Верхняя часть разреза "Малая Минуса" представлена практически в равной степени фракциями песка крупного и мелкого. Вниз по профилю преобладает фракция песка крупного. Содержание илистой фракции примерно одинаковое по всему профилю, исключение составляет горизонт, обогащенный детритом, здесь содержание илистой фракции достигает 36 %. Современная почва разреза "Малая Минуса" является песчаной рыхлой. Содержание физической глины изменяется от 6 до 4%. По гранулометрическому составу разрез "Сосны" подразделяется на 3 части: 1) верхняя легко суглинистая толща - связанная с почвообразованием и представленная современной почвой; 2) толща, представленная песком крупным, средним и мелким; 3) толща песка мелкого. Современная почва разреза "Сосны" является легкосуглинистой. В гранулометрическом составе доминирует фракция песка мелкого, здесь ее содержание составляет 56-58 %. Содержание физической глины уменьшается вниз по профилю от 23 до 21%. Распределение фракции ила носит аккумулятивный характер. В почве наблюдается накопление фракции крупной пыли и обеднение ее фракцией песка крупного и среднего. Почва формируется на песчаных отложениях, среди гранулометрических фракций которых преобладает песок мелкий, в нижней части разреза его содержание достигает 99 %, в то время как содержание илистой фракции, фракций мелкой и средней пыли здесь равно нулю.

Труды Заповедника "Тигирекский" Вып. 1. 2005

Разрез "Малая Минуса" характеризуется слабо- и среднещелочной реакцией среды. Содержание карбонатов варьирует от 1,14 % до 2,54 %, на глубине 500 см их содержание снижается до 0,35 %. По содержанию гумуса современная почва разреза "Малая Минуса" малогумусная (0,95 - 1,26 %). Разрез "Сосны" характеризуется слабо- и сильнощелочной реакцией среды, что связано с достаточно высоким содержанием карбонатов от 2,13 % до 7,46 %. В данном случае фиксируются процессы глубокопрофильного почвообразования, установлено выщелачивание карбонатов и железа на глубину 520 см и 440 см соответственно. По содержанию гумуса современная почва разреза "Сосны" средне- и малогумусная. Его содержание изменяется от 4 до 0,5 %.

Валовой химический анализ песчаных отложений разреза "Малая Минуса" показал слабую дифференциацию профиля по основным компонентам химического состава. Дифференциация наблюдается только в почвенной толще и на глубине формирования детритных и среднесуглинистого горизонтов. Почвенная толща характеризуется началом развития элювиального горизонта, что отражено в выносе основных элементов валового состава из верхней части почвенного профиля и аккумуляции в средней части. Одновременно в верхней части почвы идет биогенное накопление фосфора и марганца. А. Кабата-Пендиас и X. Пендиас (1989) также указывают на биофильность фосфора и марганца и их биогенное накопление в почвах. Средняя часть разреза (160-240 см) характеризуется выносом полуторных окислов и накоплением SiO2. Здесь отражены процессы разрушения и перемещения основных компонентов валового химического состава почвенной массы (SiO2 / ^O3 5,24-7,41; SiO2 / Fe2O3 12,34-16,88; SiO2 / Al2O3 9,10-13,20). В данной части разреза происходит аккумуляция оксидов калия и натрия и вынос оксидов фосфора и марганца. Данные геохимические процессы могут быть объяснены наличием геохимического барьера в области формирования двух горизонтов, обогащенных детритом (на глубине 170-180 см, 230-240 см). Такой же геохимический барьер, связанный с формированием горизонта средне суглинистых отложений, наблюдается на глубине 500-510 см. На данном участке происходит аккумуляция полуторных окислов, в основном за счет оксида алюминия, также аккумулируются оксиды калия, магния и вынос оксидов натрия и кальция. В свою очередь магний и фосфор накапливаются либо выше данного горизонта (MgO), либо ниже (Р2О5).

Песчаная толща, расположенная между этими тремя уровнями, характеризуется слабой дифференциацией макроэлементов.

В разрезе "Сосны" почва по содержанию основных элементов химического состава дифференцируется по элювиально-иллювиальному типу. Здесь развиты основные процессы разрушения и перемещения основных компонентов валового химического состава почвенной массы. Одновременно с этим происходит биогенное накопление марганца, магния и фосфора в верхней части профиля. В песчаной толще происходит периодическое накопление и вынос компонентов валового состава. Четкой дифференциации профиля не наблюдается.

При изучении микроэлементного состава в разрезе "Малая Минуса" на глубине 0-40 см. наблюдается элювиально-иллювиальная дифференциация горизонтов. Микроэлементный состав представлен элементами, относящимися по особенностям их миграции в ландшафтах к разным группам геохимической классификации элементов (Перельман, Касимов, 1999). Содержание микроэлементов увеличивается на глубине до 20 см, затем происходит резкое снижение их содержания, в результате выноса в нижележащий горизонт.

При анализе графически представленной миграции микроэлементов по профилю выделяется три уровня, которые фиксируют палеоповерхности. Эти уровни выделены на основании признака почвообразования: на верхней границе каждого уровня фиксируется элювиально-иллювиальная дифференциация, что свидетельствует об интенсивности процессов почвообразования, происходивших в определенный период времени, когда приостанавливались эрозионно-аккумулятивные процессы.

На основе микроэлементного анализа разреза "Сосны" можно выделить две ассоциации геохимических компонентов: 1) подвижные и слабоподвижные литофильные водные мигранты, малоподвижные и слабоизученные литофильные и сидерофильные водные мигранты, частично

Актуальные вопросы изучения рельефа, климата и почв

мигрирующие в сильнощелочных содовых водах, 2) халькофильные и сидерофильные водные мигранты; малоподвижные и слабоизученные литофильные и сидерофильные водные мигранты, мигрирующие частично в сильнокислых и сильнощелочных водах.

Содержание тяжелых металлов было исследовано с целью установления возможного антропогенного загрязнения. Одновременно с этим, колебания содержания тяжелых металлов позволяют провести стратиграфическое расчленение, определить основные области сноса отложений. Установлено, что цинк и медь в окислительных нейтральных и щелочных условиях умеренно подвижны, накапливаются и частично выносятся, свинец - слабоподвижен, активно накапливается (Глазовская, 1988).

В разрезе "Малая Минуса" явного тренда изменения содержания тяжелых металлов с глубиной не выражено. Отсутствует зависимость между колебаниями содержания металлов и генетическими почвенными горизонтами. Однако наблюдается некоторое их уменьшение в песчаных отложениях, находящихся вблизи с горизонтами обогащенными детритом и с суглинистым горизонтом. При этом аккумуляции в этих горизонтах не происходит. В отличие от разреза "Малая Минуса", почва и песчаные отложения разреза "Сосны" сильнее дифференцированы по содержанию тяжелых металлов. Но и здесь отсутствует зависимость между колебаниями содержания металлов и генетическими почвенными горизонтами

Таким образом, установлено формирование ряда саморазвития почв от дерновых боровых до дерново-подзолистых почв. Почвообразование начинается с гумусонакопления и оструктуривания, в дальнейшем отмечается накопление тонких фракций минерального материала, иллювиирование гумуса, лессиваж и выщелачивание карбонатов, по мере отмыва от литогенных карбонатов в почвенном горизонте начинается дифференциация по основным физико-химическим характеристикам, микроэлементам и на более поздних стадиях - по макроэлементам. Разрез дерново-боровой почвы характеризуется слабо- и среднещелочной реакцией среды, средним содержанием карбонатов. По содержанию гумуса современная почва разреза малогумусная (0,95-1,26 %). Валовой химический анализ дерново-боровых почв показал, что дифференциация наблюдается только в почвенной толще. Почвенная толща характеризуется началом развития элювиального горизонта, что отражено в выносе основных элементов валового состава из верхней части почвенного профиля и аккумуляции в средней части. Одновременно в верхней части почвы идет биогенное накопление фосфора и марганца. В разрезе "Сосны" зафиксировано явление глубокопрофильного почвообразования, установлено выщелачивание карбонатов на глубину 5,20 м. На основе изучения геохимических свойств песчаных отложений выделяются уровни, фиксирующие палеоповерхности, на которых развивалось почвообразование, однако почвенные генетические горизонты были частично уничтожены эрозионно-аккумулятивными процессами. Почвобразование протекало по механизму, аналиогичному современному процессу.

ЛИТЕРАТУРА

Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. - М., 1988. 328 с. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. - М.: "Мир", 1989. 440 с. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. - М.: "Наука", 1999. 768 с.

SUMMARY

Geochemical properties of sandy sediments and soils, formed on them, in areas, situated lower the antecedent sites of Yenisei valley, and considered. Formation of self-developing row of soils from forest to derno-podsolic is established. Soil structure is characterized by the beginning of development of eluvial horizon that is reflected in migration of basic elements of total structure from the top layer of soil and their accumulation in its middle part

УДК 58+59+91+631.4+502.7

ББК 20.1 (253.7) я431 + 28.088 л64 я431 Г 699

Горные экосистемы Южной Сибири: изучение, охрана и рациональное природопользование. Материалы I межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 5-летию организации Тигирекского заповедника. Труды ГПЗ "Тигирекский". Вып. 1. Барнаул: изд-во "Алтайские страницы", 2005. 380 с.

Сборник содержит материалы представленные на I межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 5-летию организации Тигирекского заповедника "Горные экосистемы Южной Сибири: Изучение, охрана и рациональное природопользование". Обобщены данные современных исследований природных комплексов ГПЗ "Тигирекский". Анализируется стратегия развития и функционирование системы особо охраняемых природных территорий Алтае-Саянского экорегиона. Рассматривается актуальные вопросы изучения рельефа, климата и почв горных территорий, изучения и охраны растительного и животного мира гор Южной Сибири, проблемы устойчивого развития регионов.

Сборник рассчитан на широкий круг специалистов, работающих в области биологии, экологии и охраны природы, а также всех, кому небезразличны проблемы охраны и рационального использования природных ресурсов.

Редакционная коллегия: П. В. Голяков, Е. А. Давыдов, Н. Л. Ирисова, О. С. Тарасова, А. И. Шмаков

Рецензенты: д. б. н. Г. Г. Соколова, д. б. н. Т. А. Терёхина

Издание подготовлено при поддержке Всемирного фонда дикой природы (WWF) - Россия

<ё

wirf

ISBN 5-9900427-1-Х ©ФГУ Государственный природный заповедник "Тигирекский"