CC BY
17НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ, 2010, №1
ЭКОЛОГИЯ
УДК 631.416:625.1(551.56-191.2)
Характеристика иочвенио-геохимической среды территории иланируемой железной дороги от и. Улуу до и. Н. Бестях
Д.Д. Саввинов, А.И. Дмитриев, П.П. Данилов
Приводятся результаты исследований почвенного покрова вдоль территории планируемой железной дороги от п. Улуу до п. Нижний Бестях в Центральной Якутии.
Ключевые слова: почвенно-геохимическая среда, структура и особенности почвенного покрова, карбонатные, палево-бурые, палевые, аласные почвы.
The paper concerns the results ofthe study ofthe soil cover along the area where the railway is to be constructed, from the Uluu to the Nizhniy Bestyakh settlements (Central Yakutia).
Key words: soil-geochemical environment, structure and peculiarities of soil cover, carbonate, pale-brown, and pale alas soils.
Актуальность. Согласно Программе «Схема комплексного развития производительных сил, транспорта и энергетики РС (Я) до 2020 года», одобренной и принятой к практической реализации Правительством РФ, одним из приоритетных мегапроектов является строительство железной дороги от г. Томмот до п. Нижний Бестях. Завершение данного проекта будет играть исключительно важную социально-экономическую роль в развитии народного хозяйства нашего региона, так как железнодорожный транспорт обеспечит круглогодичное поступление жизненно важных продуктов питания для населения, необходимого объема горюче-смазочных материалов, а также существенно снизит транспортные расходы для поездки населения на Дальний Восток, в центральные регионы России и страны Ближнего зарубежья.
Территория планируемой железной дороги от Южной до Центральной Якутии характеризуется сложными природно-климатическими условиями, обусловленными наличием влагонасыщенных, низкотемпературных многолетнемерзлых пород. Одним из важнейших компонентов природной среды, играющей существенную роль в устойчивости формирования и функционирования желез-
САВВИНОВ Дмитрий Дмитриевич - д.б.н., акад. АН РС(Я), г.н.с. ФГНУ ИПЭС, 8(4112)33-57-06, 1рез-08(а). mail.ru; ДМИТРИЕВ Аксентий Иннокентьевич - к.б.н., уч. секретарь ФГНУ ИПЭС, 8(4112)36-70-44, ipes-08(а).таЛ.т; ДАНИЛОВ Петр Петрович - к.б.н., с.н.с. ФГНУ ИПЭС, 8(9142)20-18-01.
ной дороги, является почвенный покров. Учитывая последнее, в данной статье мы приводим результаты исследований почв в районе планируемого строительства железной дороги на отрезке от п. Улуу до п. Нижний Бестях.
Почвы и почвенный покров восточной половины Центральной Якутии, где проводились исследования, довольно подробно изучены A.A. Кра-сюком (1927), В.Г. Зольниковым (1954) и в последнее время рядом научных учреждений. Тем не менее район наших исследований до настоящего времени остается слабоосвещенным в печати.
Цель исследования - изучить структуру и особенности почвенного покрова вдоль участка планируемой железной дороги Томмот - Якутск на отрезке от п. Улуу до п. Нижний Бестях.
Объект исследования - почвенный покров вдоль участка трассы железной дороги от п. Улуу до п. Нижний Бестях, охватывающего район бассейнов средних течений рек Лена, Амга и их притоков, общей протяженностью около 300 км.
Основная часть данной территории по геоморфологическому районированию находится в пределах границ Лено-Алданского плато и севернее постепенно переходит на Центральноякутскую равнину, где почвенный покров характеризуется своими особенностями, обусловленными в основном рельефом, климатом, геологическим строением и наличием многолетнемерзлых пород. В геологическом отношении Лено-Алданское плато в основном сложено осадочными толщами кембрия, горизонтально залегающими на архейских кристаллических породах Алданского щита. Состав
САВВИНОВ, ДМИТРИЕВ, ДАНИЛОВ
кембрийских отложений довольно разнообразный и представлен доломитами и известняками с различным исходным содержанием глинистого вещества. Севернее они сменяются юрскими отложениями, которые в свою очередь на территории Центральноякутской равнины на поверхности переходят на четвертичные отложения. Юрские отложения непосредственно на исследованной территории сравнительно мало распространены (Геология ЯАССР, 1981). При разрушении осадочных юрских отложений, в зависимости от исходного состава пород, формируется суглинистый или супесчаный и песчаный элювий, как правило, бескарбонатный с преобладанием в составе сильно-выветрелых минералов, содержащий то или иное количество гальки кристаллических пород и конгломератов.
На кембрийских отложениях Лено-Алданского плато сформированы в основном дерново-карбонатные почвы в сочетании с перегнойно-карбонат-ными. Первые по мере увеличения абсолютной высоты местности занимают господствующее положение, причем щебнистость почв с высотой также увеличивается. Данные почвы при постепенном переходе кембрийских пород к юрским сменяются мерзлотными палево-бурыми (мерзлотные таежные). По литературным данным (Еловская, 1987), они развиваются в основном в подзоне средней тайги на элюво-делювии бескарбонатных пород, иногда на бескарбонатном древнем аллювии надпойменных террас под лиственничной и ли-ственнично-сосновой тайгой. Кроме мерзлотных палево-бурых почв ближе к Центральноякутской равнине начинают появляться ареалы эндемичных мерзлотных палевых почв, которые в районе п. Нижний Бестях широко распространены, являясь
доминирующими на межаласных пространствах.
Интразональные типы мерзлотных почв в районе исследования представлены в основном мерзлотными дерново- и торфянисто-глеевыми в долинах таежных речек, а в аласах - мерзлотными аласными дерново-, торфянисто- и перегнойно-глеевыми.
Методика исследований. Во время исследования почв использовались стандартные общепринятые в почвоведении методы (Почвенная ..., 1987). Отбор проб с морфологическим описанием проводился, согласно ГОСТам 17.4.3.01-83 (СТ СЭВ 3847-82) и 17.4.4.02-84. Образцы проанализированы по общепринятым методикам в лабораториях ИПА СО РАН и ФГНУ ИПЭС (Агрохимические ..., 1975; Аринушкина, 1970; Практикум ..., 1980).
Результаты и обсуждение. Исходя из вышеизложенного, район исследования в основном представлен следующими доминирующими типами почв: мерзлотными дерново-карбонатными в сочетании с перегнойно-карбонатными, палево-бурыми, палевыми и специфичными мерзлотными аласными.
Судя по результатам анализа гранулометрического состава в мерзлотных аласных дерново-луговых почвах, преобладающими являются частицы размерами 0,25-0,05 мм и 0,05-0,01 мм, а в мерзлотных палево-бурых и палевых почвах абсолютно преобладающими - 0,05-0,01 мм (табл. 1). Тогда как обычно в мерзлотных дерново-карбонатных почвах наблюдается повышение содержания илистых частиц, и, следовательно, заметное утяжеление гранулометрического состава. Но в данном случае значительная часть почвенного материала ушла при обработке (59,5%). Близкое
Таблица 1
Гранулометрический состав доминирующих типов мерзлотных почв района исследования
Горизонт и глубина, см Гигр. влага, % Потеря при обр., % Конечное значение фракций,% ФГ <0,01 ФП > 0,01 Название почв по гран. составу
1-0,25 0,25-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 <0,001
Мерзлотная дерново-карбонатная (Р-5-СД-05)
ВСа 15(17)-40 | 0,74 | 59,5 | 0,0 | 20,4 | 6,2 | 3,9 | 6,9 | 3,1 | 13,9 | 26,6 | Суп.
Мерзлотная палево-бурая (Р-7-СД-05)
В! 15-45 2,04 1,8 4,5 10,7 45,4 10,6 18,6 8,4 37,6 60,6 СС
ВС 45-77 1,94 1,9 4,0 21,7 34,5 11,1 17,7 9,1 37,9 60,2 СС
Мерзлотная палевая (Р-8-СД-05)
АВ 12-24 1,86 1,6 0,3 6,4 55,5 12,2 13,5 10,5 36,2 62,2 СС
В 24-50 1,92 1,7 0,0 7,2 49,9 10,9 17,4 12,9 41,2 57,1 ТС
ВС 50-80 1,86 1,3 0,0 4,6 57,6 11,5 16,3 8,7 36,5 62,2 СС
Мерзлотная аласная дерново-луговая (Р-9-СД-05)
А!4-10 2,83 5,1 0,0 38,5 40,1 5,5 6,8 4,0 16,3 78,6 Суп.
АВ 10-27 1,29 4,8 0,0 35,3 34,3 4,4 7,6 13,6 25,6 69,6 ЛС
В 27-46 0,82 11,9 0,0 42,5 26,2 3,7 4,5 11,2 19,4 68,7 Суп.
С 46-100 0,70 9,1 0,0 45,4 28,6 4,2 5,5 7,2 16,9 74,0 Суп.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВЕННО-ГЕОХИМИЧЕСКОЙ СРЕДЫ ПЛАНИРУЕМОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ
залегание щебнистых пород, укороченность почвенного профиля и облегченный гранулометрический состав почв обуславливают относительно хороший их дренаж в плато. На склонах увалов при обильном выпадении жидких осадков, несмотря на повышенную дренажную способность почв, отмечаются процессы линейной эрозии.
В целом во всех исследованных почвах существенной дифференциации гранулометрического состава по почвенному профилю практически не наблюдается.
Одним из существенных диагностических показателей анализа почв является реакция почвенной среды. Полученные результаты химического анализа (табл.2) свидетельствуют, что мерзлотные дерново-карбонатные почвы имеют нейтральную переходящую с глубиной слабощелочную реакцию среды. Мерзлотные палево-бурые почвы в верхних органогенных горизонтах характеризуются кислой реакцией среды, только в нижних минеральных толщах реакция становится близко к нейтральной. Следовательно, эти почвы содержат следы оподзоливания, поэтому их можно называть мерзлотными палево-бурыми слабооподзоленны-ми, так как ясных морфологических признаков они не имеют.
Мерзлотные аласные дерново-луговые почвы верхнего пояса аласа, развивающиеся в условиях недостаточного увлажнения, имеют нейтральную реакцию среды лишь в органогенном горизонте (0-4 см), который с глубиной переходит в щелочную реакцию (табл. 2). По мере продвижения по пологому склону вниз увлажненность увеличива-
ется, процессы остепнения резко затухают, появляются явные процессы оглеения и реакция становится кислой. Такой же кислой средой отличаются пойменные почвы, развивающиеся в условиях избыточного увлажнения.
Содержание гумуса высокое в верхних слоях мерзлотных аласных дерново-луговых почв, которое резко снижается в нижних минеральных толщах. Что касается дерново-карбонатных почв, то в верхних толщах преобладает грубый гумус, точнее слабоминерализованная масса органических веществ. Мерзлотная палево-бурая слабооподзо-ленная почва также характеризуется наличием в верхней толще грубой органики, в переходном горизонте содержание гумуса составляет около 1,5%, а в минеральном слое снижается до 1,2%. Мерзлотные палевые почвы в верхних горизонтах имеют грубый гумус (17,02%), который резко убывает с глубиной.
Общее содержание азота в верхних органогенных горизонтах относительно высокое во всех изученных почвах и имеет характерное убывающее распределение по профилю. В то же время подвижными формами фосфора и калия почти все почвы обеспечены относительно недостаточно, профильные распределения которых в основном имеют бимодальный характер. На наш взгляд, это связано с почвообразующими породами данной территории, а не с внутрипрофильной миграцией с поверхности.
В составе обменных оснований содержание катиона кальция почти во всех почвах преобладает над содержанием магния, за исключением мерз-
Таблица 2
Некоторые агрохимические показатели доминирующих типов мерзлотных почв района исследования
Горизонт и глубина, см рН (Н2О) С ^ общ.? % Гумус, % •общ., % Р7О5 К2О ЕКО, мг-экв/100г Обм. осн-я, мг экв/100 г. Карбонаты,%
мг/100 г К+ | Ка+ | Са2+ | Мя2+ СаСО3 | СО2
Мерзлотная дерново-карбонатная (Р-5-СД-05)
А1 3-15(17) 7,0 14,67 25,29 0,60 6,33 24,6 84,68 0,14 0,22 10,98 13,21 0,91 0,40
Вса 15(17)-40 8,0 0,26 0,45 0,03 0,92 4,1 6,95 0,06 0,24 6,92 1,97 21,14 9,30
Мерзлотная палево-бурая (Р-7-СД-05)
А!3-15 6,1 3,46 5,97 0,14 1,66 16,6 26,69 0,09 0,24 10,98 9,21 Нет Нет
В! 15-45 6,8 0,89 1,53 0,07 0,48 12,8 19,32 0,08 0,18 10,43 6,69 " "
ВС 45-77 6,9 0,75 1,29 0,07 1,77 16,6 19,29 0,11 0,13 10,10 6,69 " "
Мерзлотная палевая (Р-8-СД-05)
А! 4-12 4,6 9,87 17,02 0,47 9,16 35,7 45,51 0,24 0,22 6,59 6,15 - -
АВ 12-24 6,9 1,55 2,67 0,11 0,02 7,5 17,07 0,10 0,24 9,55 6,15 1,36 0,60
В 24-50 5,7 0,32 0,55 0,03 0,02 8,4 20,09 0,06 0,29 12,08 8,87 0,91 0,40
ВС 50-80 6,8 0,36 0,62 0,04 1,01 12,8 16,26 0,06 0,34 11,53 7,78 Нет Нет
Мерзлотная аласная дерново-луговая (Р-9-СД-05)
А 0-4 7,0 6,56 11,31 0,92 19,50 69,6 39,29 0,64 0,13 3,73 8,32 - -
А!4-10 7,4 5,98 10,31 0,85 10,15 52,5 41,45 0,52 0,13 5,16 11,40 2,11 0,93
АВ 10-27 8,1 0,83 1,43 0,08 0,41 24,6 12,63 0,26 0,24 5,16 8,87 3,00 1,32
В 27-46 8,7 0,37 0,64 0,03 1,94 3,6 6,53 0,10 0,24 2,20 8,32 10,68 4,70
С 46-100 8,5 0,12 0,21 0,03 2,19 4,1 5,48 0,09 0,29 4,39 5,25 6,36 2,80
МАКАРОВ, НОГОВИЦЫН, кильмянинов
лотных аласных дерново-луговых и в частности дерново-карбонатных, что обычно не характерно для данных почв. Безусловно, это связано с химическим составом почвообразующих пород, каковыми являются карбонатные кембрийские отложения и др. Содержание обменного натрия по сравнению с содержанием кальция и магния низкое, что является благоприятным агрофизическим фактором, так как снижена его дисперсующая роль на содержание макро- и микроагрегатов. По результатам валового анализа также прослеживается корреляция между химическими составами почвенного материала и материнских пород.
Выводы. На данном отрезке железной дороги представлены главным образом автоморфные почвы Центральной Якутии, расположенные на абсолютных высотах от 210 до 450 м, в частности, мерзлотными палевыми, палево-бурыми и дерново-карбонатными в сочетании с перегнойно-кар-бонатными, а также интразональными почвами пойменных ландшафтов, характерных для долин малых рек.
Сельскохозяйственное освоение изученных почв лимитируется, с одной стороны, укорочен-
ностью вегетационного периода и большей вероятностью наступления сильных заморозков в течение почти всего теплого периода, а также бедностью почв легкоподвижными формами питательных веществ, с другой.
Общая малая мощность почвенного профиля обуславливает легкую податливость изученных почв внешним техногенным воздействиям, что должно учитываться при строительстве железной дороги от г. Томмот до п. Нижний Бестях.
Литература
Агрохимические методы исследования почв / Отв. ред. акад. А.В.Соколов. - М.: Наука, 1975. - 656 с.
Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. Изд. - 2-е, перераб. и доп. - М.: Изд-во МГУ 1970. - 487 с.
Елоеская Л.Г. Классификация и диагностика мерзлотных почв Якутии. - Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1987.
- 172 с.
Почеенная съемка. - М.: Изд-во МГУ, 1987. - 269 с.
Практикум по почвоведению / Под ред. И.С. Каури-чева. - Изд.3-е, перераб. и доп. - М.: Колос, 1980.
- 272 с.
УДК 556.1:556.3 (571.56)
Гидрология и гидрохимия реки Алазея
В.Н. Макаров, Д.Д. Ноговицын, В.В. Кильмянинов
Рассматриваются результаты изучения гидрологии и гидрохимии бассейна р. Алазея. Приводятся сведения о химическом составе атмосферных осадков, речной воды, жильных льдов и даётся их экологическая оценка. Прослеживаются 2-3-летние циклы различной водности р. Алазея и прогнозируется вероятное понижение водности в период 2010-2013 гг. Рассматриваются варианты снижения размеров половодья за счет спуска в речную сеть вод, аккумулированных на поверхности бассейна перед наступлением зимнего сезона и при искусственном стимулировании выпадения осадков за пределами бассейна р.Алазея.
Ключевые слова: гидрология, гидрохимия, атмосфера, половодье.
The results of the Alazeya River basin hydrology and hydrochemistry study are considered. The data of the chemical composition of atmospheric precipitation, river water, vein ice are adduced and their ecological estimation is given. The Alazeya River various water content of two and three years cycles are retraced and the probable fall of the water content during the period of2010-2013 is forecasted. The variants of high water fall are considered: to drain water accumulated on the basin surface into the river net before the winter season; to stimulate artificially the precipitation fall-out outside the Alazeya River basin.
Key words: hydrology, hydrochemistry, atmosphere, waterfall.
МАКАРОВ Владимир Николаевич - д.г.-м.н., зав. лаб. ИМЗ СО РАН, 8(4112)39-08-26, шакагоу(а)шр1.у8п.ги; НОГОВИЦЫН Дмитрий Дмитриевич - к.геогр.н., зав. лаб. ИФТПС СО РАН, 8(4112)39-05-64, а.пояоу^уп(а) iptpn.ysn.ru; КИЛЬМЯНИНОВ Виктор Васильевич -к.геогр.н., зам. начальника Якутского управления Гос-комгидромета РФ, 8(4112)35-35-49.
Арктическое побережье России - зона существующего и предстоящего освоения природных ресурсов. Для максимальной эффективности хозяйственной деятельности в этом регионе важно учитывать возможные последствия изменения климата и антропогенного воздействия на режим поверхностных и подземных вод, на состояние на-
