CC BY
92
УДК 631.47(470.325)
ББК 40.32(2...)
Л.Л. НОВЫХ, А.Г. КОРНИЛОВ,
Е.А. ДРОЗДОВА, И.Ю. ВАГУРИН
СТРУКТУРА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА В ПРОМЫШЛЕННОЙ ЗОНЕ ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ’
Ключевые слова: структура почвенного покрова, урбо-почвы, техно-почвы, агрочерноземы, техноземы.
Проведено крупномасштабное почвенное обследование в промышленной зоне горнодобывающих предприятий Белгородской области. Показано, что вместо неконтрастных комбинаций почв, типичных для изучаемой территории, развиваются контрастные - комплексы и мозаики, особенно это характерно для регионов с открытой добычей железорудного сырья. Установлена необходимость изменений в организации и нормативно-правовом обеспечении почвенного обследования территории в рамках инженерно-экологических изысканий.
L.L. NOVYKH, A.G. KORNILOV, E.A. DROZDOVA, I.Yu. VAGURIN STRUCTURE OF THE SOIL COVER IN INDUSTRIAL ZONE OF MINING THE BELGOROD REGION
Key words: structure of the soil cover, soil-urbanity, techno-soil agrochernozemy, tehnozemy.
Conducted a large-scale soil survey in the industrial area of mining the Belgorod region.
It is shown that instead of non-contrast combinations of soils typical of the study area, develop contrasting - complexes and mosaics, especially for regions with open mining of iron ore. The necessity of changes in the organization and regulatory support soil survey area in the environmental research.
Техногенные ландшафты в районе Курской магнитной аномалии (КМА) занимают площадь более 30 тыс. га (на территорию Белгородской области приходится более 12,5 тыс. га, что составляет 0,5% площади области, наиболее крупные горнорудные предприятия находятся на территории Губкинского, Старооскольского и Яковлевского районов), в связи с чем ухудшается качество природной среды [7, 14]. При этом возникает необходимость поиска путей и методов преодоления отрицательных последствий вмешательства человека в функционирование природных систем. Этими обстоятельствами диктуется необходимость ускоренного развития научных направлений, связанных с рационализацией недропользования с целью обеспечения устойчивого развития исследуемого региона, включая систему поресурсного и комплексного геоэкологического мониторинга [5]. Значимыми направлениями системы геоэкологических наблюдений за нарушенными территориями являются изучение и оценка структуры почвенного покрова в промышленной зоне горнодобывающих предприятий.
В ходе хозяйственного освоения и использования территорий для проектирования, строительства и эксплуатации предприятий проводятся инженерные изыскания. Их важной составной частью являются инженерно-экологические изыскания. Согласно СП-102-97 [4], они выполняются для оценки современного состояния и прогноза возможных изменений окружающей природной среды под влиянием антропогенного воздействия с целью предотвращения, минимизации или ликвидации нежелательных экологических последствий.
* Исследования выполнены в рамках реализации государственного задания Министерства образования и науки РФ Белгородским государственным национальным исследовательским университетом на 2013 г. (проект № 5.1739.2011).
Среди различных направлений инженерно-экологических изысканий важное место занимают почвенные исследования. Их основными задачами являются выбор места размещения строительства на менее плодородных почвах, максимальное сохранение лесного фонда, определение влияния проектируемого объекта на прилегающие сельскохозяйственные и лесные угодья, оценка возможности изъятия земель с учетом их ценности, разработка схем озеленения населенных пунктов и создания рекреационных зон [4]. При изучении почв необходимы сведения об их типах и подтипах, положении их в рельефе, почвообразующих и подстилающих породах, геохимическом составе, неблагоприятных почвенных процессах, видах и степени деградации. При отсутствии или недостаточности опубликованных материалов рекомендуется проводить почвенную съемку.
В ходе проведения инженерно-экологических изысканий на предприятиях горнодобывающей промышленности при составлении проектной документации и производстве работ, связанных с нарушением земель и их рекультивацией, встает проблема снятия плодородного слоя почвы. Согласно ГОСТ 17.4.3.02-85 [10], среди факторов, определяющих мощность снимаемого плодородного и потенциальноплодородного слоев почв, выделяют структуру почвенного покрова.
Целью исследований было определение особенностей структуры почвенного покрова в промышленной зоне горнодобывающих предприятий в условиях открытой и подземной добычи полезных ископаемых на территории Белгородской области, а также выявление основных направлений развития учения о структуре почвенного покрова в связи с проведением изыскательских работ на существующих горнодобывающих предприятиях.
Материалы и методы исследования. Под структурой почвенного покрова понимается определенный тип его строения, т.е. состав, конфигурация и положение относительно друг друга его территориальных единиц различного таксономического уровня. Теоретическая основа учения о структуре почвенного покрова (СИП) разрабатывалась Н.М. Сибирцевым, Г.Н. Высоцким, С.А. Захаровым, С.С. Неуструевым, В.М. Фридландом [2. С. 172]. СПП охватывает закономерности пространственного размещения почв на небольших территориях и полностью выявляется лишь при детальном картографировании почвенного покрова. Эти неоднородности почвенного покрова характеризуются устойчивым составом почв и рисунком почвенных ассоциаций, а также устойчивыми механизмами геохимических и геофизических связей между ареалами почв и единством истории развития; они возникают в результате многократного повторения в пространстве элементарных почвенных ареалов (ЭПА).
В.М. Фридланд [13. С. 54] выделил следующие основные группы почвенных комбинаций: цепи (с отчетливой генетической связью компонентов) и ряды (в них генетическая связь между компонентами отсутствует или очень слабая), которые характеризуются различной степенью контрастности почвенных комбинаций. К первым относятся микро- и мезокомбинации. Микрокомбинации контрастных компонентов называются почвенными комплексами, а неконтрастных - пятнистостями; мезокомбинации - соответственно, сочетаниями и вариациями.
Мозаики и ташеты (ряды) также разделяются по контрастности образующих их компонентов: первые - контрастные, их пестрота часто обусловлена пестротой почвообразующих пород; вторые - слабоконтрастные, их возникновение часто связано с биологическими факторами. Среди микроструктур почвенных рядов выделяют микромозаики и микроташеты.
Изучение литературы [12] показало, что разным типам местности Белгородской области соответствуют различные СПП: на плакорном типе доминируют пятнистости, реже комплексы; на зандровом - вариации; на склоновом - пятнистости и соче-
тания; на надпойменно-террасовом - пятнистости и комплексы; на пойменном - вариации и пятнистости.
В ходе натурных геоэкологических исследований 2010-2012 гг. мы проводили почвенные обследования в промышленной зоне горнодобывающих предприятий на территории Яковлевского, Губкинского, Старооскольского районов. Некоторые особенности почвенного покрова промышленной зоны Яковлевского района рассмотрены нами в [8].
Крупномасштабное почвенное обследование в промышленной зоне предприятий проводилось в соответствии с [9] по «Общесоюзной инструкции по почвенным обследованиям и составлению крупномасштабных почвенных карт землепользований» [8]. В связи с тем, что некоторые особенности почвенного покрова невозможно было охарактеризовать на основе указанной инструкции вследствие значительного изменения в структуре классификации почв России, при изучении почв применялись также источники [1], [3] и [15].
Результаты исследования и их обсуждение. На всех изученных участках нами были выделены фоновые почвы. Ими являлись черноземы, которые в течение длительного времени подвергаются распашке. По классификации почв России 2004 г. [1] мы отнесли их к агрочерноземам. Отличительной чертой агропочв является появление в верхней части профиля пахотного (Ар) и подпахотного (Арр) горизонтов, которые по своим свойствам резко отличаются от естественных гумусовых горизонтов. В промышленной зоне Яковлевского района фоновая почва была представлена типичным среднемощным тяжелосуглинистым на лёссовидном суглинке агрочерноземом, в Старооскольском районе - пятнистостью агрочерноземов оподзоленных мало- и среднемощных несмытых и слабосмытых тяжелосуглинистых, в Губкинском районе - пятнистостью агрочерноземов типичных мало- и среднемощных слабо- и сред-несмытых средне- и тяжелосуглинистых. Очевидно, что формирование фоновых пятнистостей обусловлено проявлением эрозионных процессов.
На рисунке представлены фрагменты почвенных картосхем исследованных участков, иллюстрирующие типичные почвенные ситуации, и дана общая легенда к ним. Обращает на себя внимание господство в легенде не отдельных почвенных разностей, а почвенных комбинаций. Все они относятся к микрокомбинациям, большая часть из них являются контрастными.
В связи с широким распространением глубоко преобразованных почв, утративших основные типовые признаки, искусственно созданных почв и техногенных поверхностных образований, т.е. тех почв, для которых антропогенно-техногенные факторы стали определяющими в возникновении и дальнейшей их эволюции, для их определения использовались новая классификация почв России и классификация антропогенных почв [1, 15].
Среди исследованных почв встречались урбо-почвы (урбо-черноземы, урбо-темно-серые лесные) и культуроземы (ареал 9). Урбо-почвами по современной классификации называют почвы, представленные в населенных пунктах и характеризующиеся наличием антропогенных включений в верхних слоях. Почвы участков, где наблюдается высокая культура земледелия, относят к культуроземам. На исследуемой территории это почвы фруктовых садов и окультуренных пашен, которые характеризуются повышенной мощностью гумусового горизонта. Наличие урбо-почв и культу-роземов не связано с деятельностью горнодобывающих предприятий, но зависит от расположения в промышленной зоне населенных пунктов или дачных участков.
Под влиянием промышленной деятельности человека образуются техногенные почвы [1]. Техночерноземы представлены в комплексах ареалов 10-11. Они характеризуются нарушением почвенного профиля в верхней 5-50-сантиметровой толще. Срединные и нижние почвенные горизонты аналогичны естественным почвам, что позволяет отнести изученные техночерноземы к типичным.
О 200 400 600м
а
Фрагменты картосхем размещения почв и почвоподобных тел в промышленной зоне горнодобывающих предприятий Белгородской области: а - Яковлевский район, б - Старооскольский район, в - Губкинский район
Легенда почвенных картосхем:
№
ареала
Цвет
Название почвы (комбинации почв)
1
I----------------------------------------1
Темно-серая лесная мощная тяжелосуглинистая
І I
Пятнистость: темно-серая лесная тяжелосуглинистая от маломощной до мощной различной степени смытости (от несмытых до среднесмытых)______________
[=]
Пятнистость: агрочернозем оподзоленный мало- и среднемощный несмытый и слабосмытый
Агрочернозем выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый
Агрочернозем типичный среднемощный тяжелосуглинистый
Пятнистость: агрочернозем типичный мало- и среднемощный слабо- и средне-смытый средне- и тяжелосуглинистый______________________________________
Комплекс балочных почв: черноземы типичные слабо- и среднесмытые маломощные и среднемощные среднесуглинистые и дерново-намытая мощная гу-мусированная среднесуглинистая___________________________________________
Комплекс балочных почв: лугово-черноземная выщелоченная среднемощная среднесуглинистая слабонамытая и дерново-намытая мощная среднесуглинистая глееватая
Комплекс балочных и антропогенных почв: урбочернозем оподзоленный средне- и маломощный слабо- и среднесмытый, культурозем, урбо-темно-серая лесная средне- и маломощная, дерново-намытая почва__________________
Комплекс техночерноземов, агрочерноземов и черноземов типичных мало-и среднемощных слабосмытых_________________________________________________
Комплекс техногенно-нарушенных почв: техночернозем типичный, технозем, техногенный грунт______________________________________________________
12
Мозаика: хемоземы и техноземы-конструктоземы
13
ШИ
Мозаика: резектоземы, экраноземы, хемоземы, грунты запечатанные, техно-земы, абралиты, стратолиты__________________________________________________
2
3
6
7
8
9
Техноземы - это искусственные почвоподобные тела, состоящие из одного или нескольких слоев природного или техногенного грунта с поверхностным плодородным слоем. Они функционируют как почвы [1]. Появление техноземов на исследуемой территории связано с целенаправленным их созданием при рекультивации, в связи с чем они зачастую носят название «конструктоземы». На территории промышленной зоны Яковлевского района техно-почвы и техноземы встречаются редко, Иная картина в местах открытой добычи железной руды, которая требует осуществления рекультивации.
В ареале 11 присутствует техногенный грунт. Так называют вскрытые техногенные и насыпные естественные породы. Для таких образований встречается также название «технолиты» [11]. Если они образуются после полного отчуждения почвенного профиля при вскрытии рыхлых пород, то их называют абралиты; при вскрытии плотных пород - петролиты, а при насыпных рыхлых породах - стратолиты. Такие образования также типичны для Губкинско-Старооскольского региона в связи с открытой добычей полезных ископаемых.
Природные почвы, перекрытые асфальтом и утратившие способность производить биологическую продукцию, получили название «экраноземы». По своим свойствам к ним близки грунты запечатанные - это горные породы, также покрытые асфальтом. Такие образования типичны для населенных пунктов и промышленных площадок (ареал 13).
Под резектоземами понимают почвы, лишенные верхних типодиагностических горизонтов вследствие механического срезания. Хемоземы - обобщающее название всех почв и поверхностных образований, которые сильно химически загрязнены. Эти образования также представлены в виде мозаик на территории Губкинско-Староос-кольского региона.
Выводы. Исследование показало, что на смену неконтрастным комбинациям почв, типичным для территории Белгородской области, в промышленной зоне горнодобывающих предприятий приходят контрастные - комплексы и мозаики, особенно это характерно для регионов с открытой добычей железорудного сырья. Большинство комбинаций состоят не из ЭПА, а непочвенных образований, для классификации которых необходимо привлечение иных источников информации, не предусмотренных в СНиП.
Зафиксированные комбинации непочвенных образований зачастую не соответствуют тем комбинациям, которые предлагались учеными-почвоведами в учении о СПП. Так, пестрота мозаик традиционно связывалась с пестротой почвообразующих пород. Однако для ряда техногенных образований само понятие «почвообразующая порода» потеряло смысл. Таким образом, требуют дальнейшей разработки вопросы понятийного аппарата и практического применения учения о СПП для регионов, существенно преобразованных горнодобывающей деятельностью.
Проведение почвенных исследований на территориях, значительно преобразованных горнодобывающей деятельностью, требует существенных изменений не только в организации таких исследований, но и в нормативно-правовом обеспечении.
Литература
1. Герасимова М.Н. Строганова М.Н., Можарова Н.В. Антропогенные почвы: Генезис, география, рекультивация / под ред. Г.В. Добровольского. Смоленск: Ойкумена, 2003. 268 с.
2. Добровольский Г.В. Лекции по истории и методологии почвоведения. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2010. 232 с.
3. Евдокимова Т.И. Почвенная съемка. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987. 269 с.
4. Инженерно-экологические изыскания для строительства: СП-102-97. М.: Госстрой России, 1997. Дата введения 15.08.1997 г. [Электронный ресурс]. ИКЬ: http://ohranatruda.ru/ (Л_ЫЬ1ю/погтайу (дата обращения: 01.12.2012).
5. Колчанов А.Ф., Присный А.В., Петин А.Н. Аспекты конфликтности природопользования на примере Яковлевского рудника Белгородской области // Экологические системы и приборы. 2006. № 12. С. 30-38.
6. Корнилов И.А., Новых Л.Л., Корнилов А.Г. Геоэкологическая ситуация в промышленной зоне Белгородской области // Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 2(45).
С. 221-227.
7. Корнилов А.Г., Петин А.Н., Кичигин Е.В. Современные изменения природных комплексов в Старооскольско-Губкинском промышленном районе Белгородской области // Изв. РАН. Сер. географическая. 2008. № 2. С. 85-92.
8. Общесоюзная инструкция по почвенным обследованиям и составлению крупномасштабных почвенных карт землепользований: утверждена М-вом с.-х. СССР 23.06.1972 г. М.: Колос, 1973. 95 с.
9. Охрана окружающей среды: пособие к СНиП 11-01-95 по разработке раздела проектной документации. М.: ГП «ЦЕНТРИНВЕСТпроект», 2000 [Электронный ресурс]. ЦКЪ: http://www.doc1oad.ru/Basesdoc.
10. Охрана природы. Почвы: Требования к охране плодородного слоя почвы при производстве земляных работ: ГОСТ 17.4.3.02-85 (СТ СЭВ 4471-84). Группа Т 58. Дата введения 01.01.1987 г. [Электронный ресурс]. ПЯЬ: http://www.doc1oad.ru/Basesdoc (дата обращения: 01.12.2012).
11. Систематика и диагностика основных типов антропоземов и техногенных поверхностных образований (дата обновления 22.11.2009 г.) [Электронный ресурс]. ЦКЪ: http://ho11ywood-f1ashbash.com.
12. Соловиченко В.Д. Плодородие и рациональное использование почв Белгородской области. Белгород: Отчий край, 2005. 292 с.
13. Фридланд В.М. Структура почвенного покрова. М.: Мысль, 1972. 424 с.
14. Чендев Ю.Г., Петин А.Н., Серикова Е.В. Деградация геосистем Белгородской области в результате хозяйственной деятельности // География и природные ресурсы. 2008. № 4. С. 69-75.
15. Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И. Классификация и диагностика почв России / отв. ред. Г.В. Добровольский. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
НОВЫХ ЛАРИСА ЛЕОНИДОВНА - кандидат биологических наук, доцент кафедры географии и геоэкологии, Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Россия, Белгород ([email protected]).
NOVYKH LARISA LEONIDOVNA - candidate of biological sciences, assistant professor of Geography and Geoecology Chair, Belgorod State National Research University, Russia, Belgorod.
КОРНИЛОВ АНДРЕЙ ГЕННАДЬЕВИЧ. См. с. 125.
ДРОЗДОВА ЕКАТЕРИНА АРТУРОВНА - кандидат географических наук, старший преподаватель кафедры географии и геоэкологии, Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Россия, Белгород ([email protected]).
DROZDOVA EKATERINA ARTUROVNA - candidate of geography sciences, senior teacher of Geography and Geoecology Chair, Belgorod State National Research University, Russia, Belgorod.
ВАГУРИН ИВАН ЮРЬЕВИЧ - магистрант кафедры географии и геоэкологии, Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Россия, Белгород ([email protected]).
VaGURIN IVAN YURYEVICH - master’s program student of Geography and Geoecology Chair, Belgorod State National Research University, Russia, Belgorod.
