Статья: Экологические аспекты почвообразования в техногенных экосистемах Урала
не опр.
не опр.
Камышловское
12,07
134,3
не опр.
не опр.
2,21
не опр.
не опр.
Сравнение с пороговыми величинами показало, что на отвалах всех обследованных месторождений (кроме Кизеловского угольного) в растениях повышено содержание кобальта - выше верхней пороговой нормы (1 мг/кг сухого вещества) в 4-50 раз. На многих отвалах (месторождений Первого Северного, Высокогорского, Естюнинского, Первоуральского, Аккермановского, Веселовского, Челябинского бассейна, песчаных, медных) в растениях в 2-6 раз превышено содержание марганца. Избыточное содержание меди в растениях (свыше 20 мг/кг сухого веса) найдено на Буланашском угольном, Естюнинском и Высокогорском железорудных месторождениях. На отвалах многих месторождений в растениях в 2-20 раз превышено содержание свинца.
В целом наименьшее содержание многих микроэлементов (хотя и превышающее средние величины) найдено в растениях на отвалах Баженовского месторождения асбеста (кроме никеля, хрома, бора), месторождений песка, огнеупорных глин, угля. Наиболее высокие концентрации некоторых микроэлементов (никеля, бора, хрома) в растениях отмечаются на отвалах никелевых месторождений, железорудных и асбеста. Таким образом, химический состав травянистых растений (изучено 103 вида растений) с промышленных отвалов отражает особенности химизма пород в отвалах и свидетельствует об экологической опасности непосредственного использования таких растений в пищу животным и человеком. Поэтому не следует отводить отвалы под личные огороды и коллективные сады.
Грамотное использование отвалов в качестве кормовых трав животным возможно при смешивании их с другими кормами, содержащими пониженные количества соответствующих элементов. Рациональным использованием растительной продукции с таких отвалов можно считать выращивание растений, не используемых в пищу (технические культуры). Учитывая сильную каменистость пород в отвалах и особенности химического состава растений, лучше отводить такие земли в лесное хозяйство, тем более что в таежно-лесной зоне на них происходит естественное восстановление лесных культур.
Самозарастающие разновозрастные отвалы позволяют изучать и начальные стадии почвообразования. Появляющиеся на отвалах живые организмы (микроорганизмы, растения, животные) изменяют верхние слои пород отвалов и наряду с воздействием климата формируют первичные, молодые почвы. От зрелых фоновых почв они отличаются по многим показателям. Визуально у них не выражены или слабо выражены почвенные горизонты. Формирующиеся гумусовые горизонты имеют небольшую мощность. Даже у 200-летних почв мощность их не превышает 10 см. Аналитические методы фиксируют гумусовые вещества в небольшом количестве и на больших глубинах (до 20-43 см). Аналогичные особенности наблюдаются и у других показателей, т. е. в пределах первых 200 лет почвенный покров проходит стадию внутреннего развития почвенного профиля, стадию онтогенеза. Поэтому такие почвы предлагают называть эмбриоземами [Гаджиев, Курачев, Рагим-заде и др., 1992]. В общем виде можно считать, что эмбриоземы представляют собой начальную стадию развития существующих зрелых фоновых почв. Эта стадия характеризуется не только меньшим количественным содержанием гумуса, азота и других элементов плодородия, но и значительной изменчивостью всех свойств, связанной с мозаичным распределением растений, в свою очередь зависящим от высоты отвалов (возможна затрудненность заноса семенных зачатков), смены физических и химических свойств пород в отвалах на небольшом расстоянии, различий в микрорельефе (в микропонижениях зарастание идет быстрее в силу большей влажности и большего содержания мелкозема), особенностей окружающей среды.
В дальнейшем пестроте химических свойств эмбриоземов способствуют качественный состав опада, скорость его минерализации и гумификации и характер распределения по поверхности отвалов. На сильно каменистых отвалах сплошность почвенного покрова часто прерывается выходами на дневную поверхность крупных глыб плотных пород. Выявлены как количественные, так и качественные особенности в накоплении гумуса. Больше его накапливается под злаками и бобовыми видами и меньше - под разнотравьем. Под лиственными древесными породами гумуса образуется больше, чем под хвойными, при этом непосредственно у ствола дерева его больше, чем у края проекции крон, что связано с особенностями распределения массы опада.
На процессы гумусонакопления оказывает влияние и гранулометрический состав пород. С увеличением доли илистых частиц в почвах возрастает и содержание гумуса. Влияние химического состава пород в отвалах проявляется в наибольшем накоплении гумуса (при прочих равных условиях) на породах, обогащенных кальцием, и наименьшим - на породах, обогащенных кремнием. С возрастом (до 200 лет) содержание гумуса в почвах увеличивается. Так, в слое 0-20 см в подзоне южной тайги при увеличении возраста почв в ряду 5-10-30-50-80-100-200 лет запасы углерода органического возрастают соответственно возрасту следующим образом: 2,3-3,1-6,1-15,1-19,6-24,5-24 т/га. В разных почвах южной тайги, по данным В. П. Фирсовой и М. И. Дергачевой [1972], они колеблются в пределах 40-130 т/га. Следовательно, даже через 200 лет запасы новообразованного гумуса еще не достигли зональных значений.
Интересен вопрос о скорости роста содержания гумусовых веществ в почвах. Известно, что со временем накопление в почвах гумуса снижается и в зрелом состоянии, при неизменности факторов почвообразователей, остается практически неизменным. Определив запасы гумуса в молодых почвах и зная их возраст, мы нашли скорость прироста гумуса в год (т/га, %). У 5-летних почв она составляет 0,52 т/га/год С, или 0,05 %, а у 200-летних - 0,17 т/га/год, или 0,005 %.
Из приведенных величин видно, что со временем скорость гумусонакопления снижается. Если предположить, что после 200 лет скорость гумусонакопления существенно не уменьшится, то для достижения в молодых почвах запасов гумуса, в ненарушенных зрелых почвах потребуется 370-800 лет. Эти результаты свидетельствует об очень медленном естественном восстановлении плодородия почв в техногенных экосистемах.
Эмбриоземы в техногенных экосистемах отличаются от зрелых фоновых почв не только меньшим содержанием гумуса, но и иным строением молекул гуминовых кислот (ГК). Об этих особенностях можно судить по величинам оптических плотностей ГК (табл. 2) почв, формирующихся в подзоне южной тайги на разных почвообразующихся породах.
Таблица 2
|
>Оптические плотности ГК в гумусовых горизонтах фоновых и разновозрастных почв отвалов на разных почвообразующих породах в подзоне южной тайги | |||
|
Месторождение, возраст почв, лет |
1 мг/мл углерода, при 430 нм | ||
|
ГК-1 |
ГК-2 |
ГК-3 | |
|
Палкинский карьер стройматериалов, 70 |
1,31 |
1,23 |
К-во Просмотров: 298
Бесплатно скачать Статья: Экологические аспекты почвообразования в техногенных экосистемах Урала
|