CC BY
83
УДК 631.417
М.В. Якутии, Л.Ю. Анопченко ИПА СО РАН, Новосибирск СГГ А, Новосибирск
КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В МОНИТОРИНГЕ ЗАПАСОВ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В ПОЧВАХ ПРИЧАНОВСКОЙ ТЕРРИТОРИИ БАРАБЫ
Картографический метод создания глобальной системы мониторинга предполагает развертывание работ при обследовании и изучении любой территории в двух основных направлениях:
1. Создание базовой инвентаризационной картографической документации, отражающей современное состояние и оценку природных ресурсов;
2. Картографирование динамики изменений природной среды, предусматривающее обновление инвентаризационных карт, создание специальных карт динамики и прогноза, т. е. систематическое картографическое слежение за состоянием природной среды и ее изменениями, обусловленными хозяйственной деятельностью людей [1].
Картографический метод исследования обладает всеми свойствами научного метода. Он имеет четко очерченный круг задач, систему определенных и взаимосвязанных приемов анализа и преобразования картографического изображения. В данной работе производился анализ разновозрастных карт. Главная цель сравнения таких карт - повторное определение состояния и пространственного положения явлений, изучение их динамики и эволюции. Сравнивая карты, на которых явления изображены в различные моменты времени, можно выявить изменения, произошедшие за любой промежуток времени и оценить картометрически приращения координат, изменения расстояний, площадей. По разновременным картам можно оценить не только величину изменения, но и его направление [2].
Органическое вещество, накопленное в почвах, составляет главную часть мировых запасов связанного углерода. В почвах планеты содержится примерно 301014 кг органического углерода. Количество органического материала, удерживаемого почвенной матрицей, соответствует разности между общей продукцией биомассы и ее потерями вследствие разложения. Конечные уровни накопления органического вещества на конкретном участке обусловлены не только общей продуктивностью и разложением, но и химическими и физическими особенностями как экосистемы в целом, так и самого растительного материала [3].
В связи с увеличением в атмосфере планеты концентрации СО2 в последние 150 лет и нарастанием вследствие этого парникового эффекта важнейшая роль почв как природного депо органического углерода становится все более очевидной. Особенный интерес исследователей привлекают молодые формирующиеся экосистемы и почвы, для которых характерен переходный режим биологического круговорота с накоплением органического вещества [4].
Озеро Чаны - самый крупный естественный водоем Западной Сибири -
привлекает особое внимание исследователей, так как, являясь бессточным
водоемом, оно служит индикатором в выявлении фаз повышенной и
пониженной водности. Озерная система Чаны - Абышкан - Сумы - Чебаклы
активно усыхает на протяжении длительного времени в связи с усилением
аридности климата юга Западной Сибири. Площадь водного зеркала этой
2 2 озерной системы сократилась с 15 тыс. км (конец ХУШ века) до 1293 км в
настоящее время [5].
Территория обсыхающей озерной депрессии Чаны - Абышкан - Сумы -Чебаклы является хорошим объектом для изучения особенностей применения картографических методов в экологическом мониторинге территорий пойм, обсыхающих соленых озер. Главным здесь является анализ динамики изменения почвенных контуров на территории обсыхающего дна озер Чаны - Абышкан - Сумы - Чебаклинской системы. Для этого был применен картографический метод исследования с использованием карт разных годов издания [6-10].
Анализ динамики изменения почвенных контуров на территории обсыхающего дна озер Чаны - Абышкан - Сумы - Чебаклинской системы производился с помощью программного продукта Мар1пйэ. В процессе работы над картографическим материалом было выделено 23 разновидности почв, которые для удобства обсчета были сгруппированы в 8 групп.
На рис. 1 приведена карта-схема расположения почв, сформировавшихся в поймах обсыхающей озерной системы Чаны - Абышкан - Сумы - Чебаклы с 1786 по 2006 гг.
Рис. 1. Карта-схема расположения почв, сформировавшихся в поймах обсыхающей озерной системы Чаны - Абышкан - Сумы - Чебаклы с 1786 по
2006 гг.
На основании построенной карты-схемы стало возможным оценить динамику изменения площадей различных почв и динамику накопления общих запасов органического углерода в профилях молодых формирующихся почв.
Сукцессия почв и экосистем начинается сразу же после выхода участка поймы из-под воды. График на рис. 2 наглядно демонстрирует динамику обсыхания Причановской территории Барабы и особенности трансформации почв с течением времени. Максимальные площади пойм озерной системы Чаны - Абышкан - Сумы - Чебаклы обсохли 90-157 лет назад. Второй по масштабам период обсыхания 157-184 года назад. Отчетливо видно, что 90 лет назад процесс обсыхания озер Чановской озерной системы замедлился.
В течение первых 40 лет после обсыхания участков озерного дна на них формируются болотные почвы, солонцы и солончаки. Соотношение площадей самых молодых почв с возрастом не более 40 лет выглядит следующим образом: болотные почвы - 81,5%, солонцы луговые - 11,3%, солончаки - 7,2%. Общая площадь обсохших земель за этот период составляет 434 км .
4000
3500 -
сч 3000 -
м к 2500 -
А
л 2000 -
ы о 1500
л
п 1000 -
500
0
0-40 40-90 90-157
возраст почв (годы)
157-184
И Черноземы
□ Лугово-черноземные и черноземно-луговые
П Солонцы
И Солончаки ЕЗ Луговые
□ Болотные
Рис. 2. Площади различных почв, сформировавшихся в обсохших поймах озерной системы Чаны - Абышкан - Сумы - Чебаклы
На следующей стадии формирования (возраст почв 40-90 лет) появляются такие почвы, как луговые, лугово-черноземные, черноземно-
Л
луговые и черноземы. Площадь болотных почв уменьшается (с 353,9 км , до
Л
161,3 км ) , в то время как площади солонцов и солончаков увеличиваются с
2 2 2 2 48,9 км до 117,6 км и с 31,2 км до 38 км соответственно. Среди почв с
возрастом от 40 до 90 лет максимальную площадь занимают болотные 34,9%,
далее идут солонцы луговые, которые занимают 28,2% площади, луговые -
14,1%, солончаки - 13%, лугово-черноземные и черноземно-луговые - 2,5%,
черноземы - 7,3%. Общая площадь территории поймы, обсохшей за это
время, составляет 416,0 км .
С дальнейшим увеличением возраста почв (90-157 лет) связана их
дальнейшая эволюция. Происходит снижение доли болотных почв в
Л
почвенном покрове: их общая площадь на этой стадии составляет 131,5 км . Незначительно увеличиваются площади следующих почв: луговые (общая
площадь составляет 129,1 км2), лугово-черноземные и черноземно-луговые
2 2 (300,7 км ), черноземы (248,9 км ). Значительно увеличилась доля площадей,
занятых солонцами (общая площадь - 1785,4 км2) и солончаками (общая площадь - 769,0 км2). Среди почв, сформировавшихся на участках поймы, обсохшей 90-157 лет назад, наибольшие площади занимают солонцы (52,4%) и солончаки (22,4%). Общая площадь лугово-черноземных и черноземнолуговых почв составляет 9,1%, черноземов - 7,7%, луговых - 4%, болотных -3,8%. За этот период обсохла территория с общей площадью 3 431,3 км2.
Максимальный возраст имеют почвы, сформировавшиеся 157-184 года
назад. На этой стадии почвообразования площади, занятые солонцами и
2 2
солончаками, составляют 953,6 км и 344,0 км , соответственно. Луговочерноземные и черноземно-луговые почвы занимают 408,8 км2, черноземы
164,5 км2, а болотные почвы только 107,7 км2. Среди почв данной возрастной группы наибольшие площади к настоящему времени занимают солонцы (46,8%), лугово-черноземные и черноземно-луговые почвы (20,0%) и солончаки (16,9%). Общая площадь черноземов составляет 8,1%, болотных почв - 5,3%, луговых - 2,6%. Общая площадь территории поймы, обсохшей за это время, составляет 2 040,2 км .
Таким образом, в итоге эволюции почв, формирующихся в поймах обсыхающих озер, происходит формирование почв черноземного ряда (черноземы и лугово-черноземные почвы), которые занимают высокие элементы рельефа. Это можно рассматривать как проявление закономерного процесса развития молодых почв по зональному типу. Но особенности процесса почвообразования на данной территории таковы, что максимальные площади в итоге оказываются занятыми почвами солонцово-солончакового комплекса.
В свете усиливающегося парникового эффекта, связанного с увеличением поступления парниковых газов в атмосферу, становятся все более актуальными работы связанные с оценками запасов органического углерода в его природных депо. В данном случае мы сделали попытку оценить запасы углерода, закрепившегося в почвенном органическом веществе почв, сформировавшихся за все время обсыхания озерной системы Чаны - Абышкан - Сумы - Чебаклы (табл. 1). Для расчетов нами было
Л
принято, что чернозем в слое 0-100 см содержит в среднем 30 кг С / м ,
лугово-черноземные и черноземно-луговые почвы - 25 кг С / м2, солонцы -
2 2 2
12,5 кг С / м2, солончаки - 10 кг С / м2, луговые почвы - 20 кг С / м2,
Л
болотные почвы - 32,5 кг С / м2 [11], озерные иловые отложения и молодые
Л
солончаки - 0,5 кг С / м .
Таблица 1. Запас Сорг в 0-100 см слое почв, сформировавшихся в пойме обсыхающей озерной системы Чаны - Абышкан - Сумы - Чебаклы (т)
Периоды обсыхания озерной системы Чаны - Абышкан - Сумы - Чебаклы (гг.)
Почвы 1786-1813 1813-1880 1880-1930 1930-1970 1971-2006
Черноземы 4 395 000 7 467 000 894 000 - -
Лугово- черноземные, черноземно- луговые 10 220 000 7 517 500 262 500
Солонцы 11 920 000 22 317 500 1 470 000 611 250 611 250
Солончаки 172 000 - 190 000 156 000 156 000
Луговые 1 232 000 - 1 176 000
Болотные 3 500 250 - 5 242 250 11 501 750 11 501 750
Озерные иловые отложения 223 030
Итого 31 439 250 37 302 000 9 234 750 12 269 000 12 492 030
102 737 030
Общий запас углерода гумуса почв, сформировавшихся на обсыхающих территориях Чановской озерной системы, составил 102 737 030 т.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Картографические методы в научных исследованиях. - Новосибирск: Наука, 1986. - 96 с.
2. Берлянт, А.М. Картографический метод исследования / А.М. Берлянт.- М.: Изд-во МГУ, 1988. - 252 с.
3. Тейт, Р. III Органическое вещество почвы: Биологические и экологические аспекты / Р. III Тейт.- М.: Мир, 1991. - 400 с.
4. Титлянова, А.А. Режимы биологического круговорота / А.А. Титлянова, М. Тесаржова.- Новосибирск: Наука, 1991.- 150 с.
5. Пульсирующее озеро Чаны.- Л.: Наука, 1982.- 304 с.
6. Карта озер Чаны, Сумы, Абышкан. Тобольской и Томской губернии. Составлена членом Императорского географического общества Н.М. Ядринцевым, 1880 год, Масштаб: в английском дюйме 10 верст // Изв. Императорского Географ. об-ва. - Т. 22. -С.-Пб., 1887. - 676 с.
7. Озеро Чаны на карте Колыванского наместничества, карта №384, Масштаб: 15 верст в дюйме.- Архив главного штаба, 1786.
8. Чемоданов, С.Г. Вопросы географии Сибири: сб. 3 / С.Г. Чемоданов.- Томск: Изд-во Томского гос. ун-та, 1953.- 214 с.
9. Карта Новосибирской области. Барабинский район. Масштаб 1: 200 000.- ПО «Инженер. геодезия» Роскартографии. - Новосибирск, 1997.
10. Почвенная карта Новосибирской области. Масштаб 1: 400 000 / Гл. управление геодезии и картографии при Совете министров СССР. - М., 1987.
11. Запасы органического углерода в почвах Западной Сибири / А.А. Титлянова, Г.И. Бу-лавко, Н.П. Миронычева-Токарева, М.Ф. Хвощевская // Почвоведение. - 1994. -№ 10. - С. 49-53.
© М.В. Якутии, Л.Ю. Анопченко, 2007
