География и геология /8. Почвоведение

 

Мартынова Н.А*., Тропина М.Г**., Хамаганова А.***

*Иркутский государственный университет, Россия

**МОУ ДОД ИРМО «Станция юных натуралистов», Россия

***Средняя школа пос. Молодежный Иркутского района

 

Почвы окрестностей пос. Молодежный Иркутской области РФ, их особенности, экологическое состояние и влияние на состав грунтовых вод

 

Так как г. Иркутск РФ относится к территориям высокой техногенно-антропогенной нагрузки, весьма важной проблемой становится изучение экологического состояния  почв и ландшафтов,  средозащитного потенциала, естественного плодородия  и  устойчивости почвенного покрова как к техногенному загрязнению, так и к антропогенным нагрузкам. Земельная политика оправдана только тогда, когда она склонна сохранять целостность, стабильность, красоту биологического единства и «здоровье» ландшафта. Почвенно-инженерные сооружения, возникающие в результате воплощения проектов, должны представлять собой почвенно-технические комплексы, сохраняющие или создающие основу для устойчивого существования естественной окружающей среды и культурных ландшафтов, реализующих в полной мере свои социально-эколого-экономические функции.

Исследовано влияние зонально-интразональных и социально-антропогенных факторов  на экологию, почвообразование,  биологическую продуктивность и природно-ресурсный потенциал почвенного покрова и биоценозов окрестностей пос. Молодежный г. Иркутска. Важной составной частью проведения почвенно-экологического мониторинга является отслеживание состава почвенно-грунтовых и родниковых вод исследуемой территории. Водные ресурсы р. Ангары используются для получения электроэнергии на Иркутской ГЭС, для питьевого, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения. Берега водохранилища служат местом размещения домов отдыха, санаториев, туристских баз, спортивных лагерей, дачных и садоводческих кооперативов.

Окрестности пос. Молодежного г. Иркутска находятся в относительном удалении от основных источников атмосферного загрязнения: промышленных предприятий г. Ангарска (теплоэнергетика, «Ангарскнефтеоргсинтез», нефтехимическая и химическая промышленность), а также ряда предприятий гг. Иркутска (Иркутской ТЭЦ,  котельни) и  Шелехова – (ИрКАЗа  и др.). Значительное тепловое загрязнение водоемов происходит за счет промстоков с тепловых электростанций. Основным источником загрязнения в сельской местности являются объекты животноводства и смыв удобрений и пестицидов с сельхозугодий. Для сохранения водных ресурсов необходимы срочные меры по их охране путем внедрения эффективной очистки стоков, применение оборотных циклов водоснабжения, переход на прогрессивную технологию по снижению водоемкости и др. Стоки влияют на состав почвенного покрова и вод Иркутского водохранилища, грунтовых и родниковых вод.

Величина стока по сезонам отличается большой неравномерностью. На весенне-летний период приходится 83,5% его годовой величины. Основными фазами гидрологического режима являются весеннее половодье, дождевые паводки и зимняя межень. Своеобразные гидрологический режим имеет Иркутское водохранилище (площадью  154 км2, объемом водной массы 2,1 км3), образованное в 1956 г. при сооружении Иркутской ГЭС. Основные морфометрические характеристики водоема: наибольшая ширина - 7 км, наибольшая глубина - 35 м, средняя глубина - 13,6 м, протяженность береговой линии - 275 км. Колебание уровней воды водохранилища составляет 3,47 м, зависит от режима работы Иркутской ГЭС и проточности воды из оз. Байкал, обусловлено летне-осенними дождевыми паводками по притокам озера. Сработка производится в течение всего зимнего периода. Иркутское водохранилище оказывает значимое влияние на гидрологический режим  и почвообразовательные процессы ландшафтов береговой линии.

На территории Иркутского района сходятся две различные по своему характеру тектонические структуры: регион Сибирской платформы (Иркутский амфитеатр) и Байкальская рифтовая зона. Это в значительной степени определяет разнообразие в строении и характере рельефа и влияет на формирование различных ландшафтов, подземных водотоков и родников.

Иркутская впадина выполнена юрскими отложениями (суммарной мощности - до 1000 м и более), заполняющими ассиметричный предгорный прогиб, вытянутый с северо-запада на юго-восток вдоль воздымавшегося в юре Саянского сводового поднятия. Весь разрез юры представлен континентальными, преимущественно терригенными, отложениями. К г. Иркутску и к долине р. Иркута  прилегает присаянская свита, представленная толщей массивных песчаников, разновозрастных, часто косослоистых с маломощными прослоями алевролитов и углей мощностью 250-350 м, а также – конгломератами и углистыми сланцами с прослойками углей.

Обстановки осадконакопления в регионе были разнообразны. Грубообломочные отложения (галечники, гравелиты, грубозернистые песчаники) характерны для речных русловых отложений. Песчано-алевролитовые и глинистые породы формировались в обстановке широких речных пойм и озер. Болотные фации благоприятствовали углеобразованию.

В пределах города почвообразующие породы на водоразделах представлены в основном юрскими песчаниками, на склонах - они перекрываются делювиальными осадками. Четвертичные аллювиальные отложения пойм и террас рек Ангары, Иркута, Ушаковки, Каи и др. (мощностью 5-15 м), представлены песками, галечниками. Средне- и верхнечетвертичные отложения  развиты по долинам рек и слагают речные террасы. Это - песчано-глинистые отложения серого, буровато-серого и желтоватого цвета, рыхлые, иногда с включениями гальки и щебня,  Мощностью - до 10 м и более. Современные отложения выполняют русла рек и 1-ю надпойменную террасу и представлены гравийно-галечными и песчано-глинистыми отложениями желтовато-серого и буровато-коричневого цвета. В оптимальную фазу межледниковья на юге Средней Сибири усложнилась морфологическая структура геосистем, унаследовавших реликты предыдущих эпох: ледяные прослои, линзы и клинья льда, карбонатные отложения и покровные толщи лессовидных суглинков, которые сформировались в условиях холодной степи.

Профили исследованных нами почв представляют собой систему литологических почвенных горизонтов голоценового возраста, частично залегающих на стратифицируемых литологических слоях сартанского возраста, где в  почвенной толще зашифрована вся история развития природно-климатической обстановки на протяжении последних 10-20 тыс. лет. Изменения в характере и составе минерального субстрата связаны с глобальными изменениями климата и обусловлены его региональными особенностями. В целом суровые и сухие климатические условия сартанского времени (24-10,3 тыс. л. н.) благоприятствовали накоплению карбонатных лессовидных суглинков. Но дальнейшее повышение температур и влажности климата в голоцене способствовали активизации почвообразовательных процессов и привели к прекращению лессообразования и формированию бескарбонатных нелессовидных отложений. Карбонатные отложения на территории Прибайкалья стали иметь в голоцене крайне ограниченное распространение, встречаясь лишь там, где интенсивно накапливались продукты дезинтеграции высококарбонатных коренных пород. В окрестностях пос. Молодежный  продукты выветривания юрских отложений частично перекрыты отмытыми от карбонатов лессовидными суглинками.

Разнообразие литологического состава пород, высокая степень расчленённости рельефа, неравномерность увлажнения обусловили формирование на территории исследования довольно пёстрой мозаики почвенно-растительного покрова. В ходе полевых исследований установлено, что наиболее значимыми факторами почвообразования в районе выступают почвообразующие породы, влияющие на степень кислотности почвы, и, климат, оказывающий влияние на биоту, а, следовательно, на степень и скорость гумусо- и почвообразования. Исследуемые почвы обладают небольшими запасами гумуса, что объясняется низкой интенсивностью и темпом биохимических процессов в условиях резко континентального климата региона. В весеннее время они замедлены и усиливаются лишь к середине лета. Наиболее интенсивная микробиологическая деятельность наблюдается лишь в июле-августе, когда максимум осадков совпадает с максимальным прогреванием почв.

Иркутско-Черемховская равнина имеет преимущественно грядово-холмистый и холмисто-равнинный рельеф высотой от 400 до 650 м. с крутизной склонов от 2 до 80 и более; густотой расчленения речной сети 0,5-0,7 км/ км2. Река Ангара и ее притоки расчленяют поверхность равнины на разрозненные участки, мало отличающиеся между собой по высоте с варьированием превышения водоразделов над руслами рек от 100 до 300 м. Долина Ангары хорошо разработана, террасирована, с плавным пологим переходом террасированных долин в склоны водоразделов, наиболее пригодные для использования в сельском хозяйстве.

В Иркутском районе выделяются три типа растительности: степной, лесостепной и лесной. Окрестности г. Иркутска располагаются в подзоне южной светлохвойной тайги, но в ней встречаются и азональные участки растительности. Лесная растительность является преобладающей и занимает водораздельные пространства. Основными лесообразующими породами являются сосна, лиственница, береза, осина. Коренные сосняки с покровом из брусники и мхов, ольхи, шиповника, можжевельника в основном замещены березовыми и сосново-березовыми лесами.

Проведенное нами почвенное  обследование окрестностей пос. Молодежный выявило преимущественное распространение в приводораздельной части пологих увалов на территории района серых (серых лесных – по старой классификации) метаморфизованных (отдела текстурно-дифференцированных) мало-среднемощных тяжело-суглинисто-глинистых почв. Профиль разреза Мол-14/2, заложенный в бобово-осоково-разнотравном березовом лесу представляет текстурно-дифференцированную и оглиненную, зернисто-комковатую  толщу с  четко выраженными горизонтами: О-АО–АУel-BEL-BТm–BСF-[AEL-BCf-C]. Сложный профиль включает погребенные горизонты с угольными прослоями. Почва характеризуется слабокислой реакцией среды, плавно увеличивающейся вниз по профилю до рН 6,5, наличием отмытых скелетан. Процессы лессиважа и оподзаливания сочетаются с иллювиированием Fe и оглиниванием.  Слабокислая реакция способствует миграции железа  и легко растворимых катионов и анионов в профиле почвенного профиля, их выносу за его пределы и обогащению ими грунтовых и родниковых вод.

На возвышенных полого-холмистых кочковатых участках первой террасы прибрежных территорий р. Ангары под разнотравно–бобово–хвощево–злаково–осоковыми березовыми лесами на делювиальных тяжело-суглинисто-глинистых покровных суглинках формируются дерново-подзолистые маломощные тяжело-суглинистые почвы с профилем:  O-AO-AY–EL–BTf –BT–BCt (разрез Мол-14/4).

Так как степи и лесостепи района, значительно уступающие лесам по занимаемой площади, были освоены хозяйственной деятельностью человека в первую очередь, то на сегодня степная растительность сохранилась лишь на ограниченных участках: пологих равнинных участков, на крутых склонах южной и юго-западной экспозиции, на бровках высоких террас, на водораздельных пространствах с хрящеватыми, маломощными почвами. Участки степей являются частью Приангарских степных сообществ, в пределах которых выделяют тонконогово-типчаковые и кистевидные, мятликовые типичные, вострецовые, степовидноосоковые и клубниковые луговые ассоциации в сочетании с остепненными лугами.

Лесостепные участки представляют чередование степей и березовых, березово-осиновых лесов с хорошо развитым травяным покровом, на вырубках произрастает осина. На остепненных пространствах окрестностей поселка Молодежный развиваются серые метаморфические  почвы с профилем: AY-AEL-BEL-Bm,el-BMt-BM-BCm-CFm-Df. Бобово-разнотравно-злаковые биоценозы безлесных пространств,  подвергающиеся большему количеству солнечной инсоляции, накапливают значительное количество тепла в почвах, что способствует как процессам гумусонакопления, так и интенсивному оглиниванию профиля. Глинистый гранулометрический состав профиля способствует подтягиванию влаги по капиллярам из грунтовых вод, что способствует процессам олуговения участков. Относительно неглубокие грунтовые воды способствуют промораживанию почв в зимний период, криогенной метаморфизации и криогенному надмерзлотному ожелезнению в нижней части профиля почвообразующих лессовидных суглинков и подстилающих  продуктов выветривания юрских песчаников. Почвы имеют слабокислую, близкую к нейтральной, реакцию среды, постепенно увеличивающуюся вниз по профилю. Минимальные значения рН, т.е. максимальная кислотность (рНН2О 5,51) приходится на горизонт AEL. Анализ почв остепненных участков и их свойств говорит о том, что еще относительно недавно в геологическом времени здесь формировались лесные биоценозы (березовые леса).

Вдоль рек встречается ель и ивово-березовые травостойные заболоченные луга. Луга занимают пониженные участки рельефа, поймы рек, днища падей и относятся к разнотравно-злаковым, злаково-осоковым заболоченным с кустарниковыми и травяными болотами. Луга используются для сенокошения и выпаса скота. Качество лугов с течением времени ухудшается, поэтому для повышения их продуктивности необходимо проводить культуртехнические мероприятия и вносить органические и минеральные удобрения.

Исследованный нами разрез, заложенный в проточной низине окрестностей пос. Молодежный, выявил также сложный характер формирования лугово-болотных почв, включающий смену нескольких этапов почвообразования. В низинных пространствах формируются глееземы криометаморфические перегнойные минерально-торфяные. Они развиты на погребенных глееземах перегнойных. На формирование почв оказывают влияние как грунтовые воды, так и воды Иркутского водохранилища.  Профиль глееземов представлен следующими горизонтами: O –AO–AHmr–Bf–Bg–[CRM–BG–G–GF]-[Ag]II. Кроме интенсивного оглеения и оторфовывания, в почве наблюдаются процессы криогенного ожелезнения. Тяжело-суглинисто-глинистый гранулометрический состав создает групно-глыбистые блоки структур, способствующие удержанию влаги и поддержанию восстановительного режима почвообразования. Реакция почв кислая в заиленной торфяно-перегнойной толще, вниз по профилю резко увеличивается, достигая в нижних горизонтах нейтральной реакции среды. Этому, видимо, способствуют окружающие лесные ландшафты с серыми и дерново-подзолистыми почвами, где условия почвообразования способствуют интенсивному выщелачиванию катионов, карбонатов и их относительной аккумуляции в низинных пространствах района. В низинных территориях района возможна также аккумуляция нитратов, пестицидов, гербицидов и др. веществ и удобрений, применяемых на сельскохозяйственных полях, располагающихся на водораздельных участках окрестностей пос. Молодежный, и их дальнейшая миграция в грунтовые и родниковые воды района.

В рамках проведенного нами исследования установлено, что биоразнообразие и почвенно-экологический потенциал изучаемых территорий находятся в относительно сбалансированном состоянии, но, характеризуясь в целом невысоким уровнем почвенно-экологического потенциала, ландшафты нуждаются в проведении профилактических мероприятий по ограничению рекреационных и техногенных нагрузок,  проведении культуртехнических, ремедиационных и озеленительных  мероприятий по сохранению ландшафтов.