Природные и антропогенные изменения почв (ГЗ)НИР

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
4 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Природные и антропогенные изменения почв. Номер госрегистрации: 01201154404
Результаты этапа: 0706 В отчетном году году были обобщены результаты изучения и проведен сравнительный факторно-генетический анализ катенарных сопряжений почв в пределах карстовых воронок северотаежных, широколиственнолесных, лесостепных и сухостепных ландшафтов. Установлено, что степень выраженности латеральной дифференциации почвенных катен обусловливается уровнем гетерогенности почвообразующих пород и неравномерностью условий локального увлажнения в пределах катенарных сопряжений. Фактор биоклиматических различий играет второстепенную роль. В условиях одного биоклиматического потенциала может наблюдаться разная степень латеральной контрастности почв. В 2014 году были продолжены исследования почв Монголии и выявлен ряд особенностей формирования засоленных почв. На основе физико-химического моделирования влияния процессов промерзания на генезис солевого профиля установлено, что при отрицательных температурах в солончаках активно происходят процессы криометморфизма состава почвенных растворов, приводящие как к появлению минералов-фантомов (криогалит), так и к накоплению трудно- и среднерастворимых солей, накапливающихся в почве после таяния льда: гипса, кальцита, доломита и, возможно, магнезита. Характер криометаморфизма зависит как от глубины промерзания, так и от состава и минерализации почвенных растворов. Показано, что зимний этап функционирования солевого профиля солончаков Монголии – активный, а не пассивный, как считалось ранее. В отчетном периоде были составлены карты для нового издания Экологического атласа России (масштаб 1:30 М): - «Мерзлотный режим почв»; «Деградационные процессы в почвах»; «Экологические функции почв». Проведена корректировка и подготовка к изданию карт: почвенной (масштаб 1:20 М), тепловых режимов почв (масштаб 1:30 М), геохимических барьеров (масштаб 1:30 М). В 2014 году были проведены почвенно-археологические исследования и получена геохимическая характеристика почв селитебных ландшафтов дьяковской культуры (ранний железный век) в пределах южной тайги. Установлено, что для изученных культурных слоев характерно обогащение биогенными элементами (P, Zn) относительно фоновых значений. В более мощных и тяжелых культурных слоях Ростиславля также повышено относительно фона содержание Ca. Источником основных зольных элементов являлась зола, поступавшая в ландшафт во время приготовления пищи, а также от сжигания углей, древесины Поступление золы в почвы способствовало повышению рН почвенного раствора вплоть до образования карбонатных минералов. Соответственно, трансформировались и щелочно-кислотные условия миграции химических элементов в почвах. В 2014 году были установлены изменения вещественного состава и свойств почв степных и горно-таежных ландшафтов под воздействием выбросов Красноярского и Саяногорского алюминиевых заводов. Содержание тяжелых металлов в почвах исследованного района значительно превышает кларки элементов в почвах. Отмечено превышение содержания свинца, стронция, никеля и марганца в 1,5 - 2 раза. Указанные элементы интенсивно накапливаются в почвах аккумулятивных позиций. Кроме того в почвах транзитных и аккумулятивных техногенных ландшафтов отмечается повышенное содержание массовой доли титана, ванадия, меди и цинка в 2 – 3 раза. В отчетном году был проведен анализ особенностей загрязнения почв нефтепродуктами Ненецкого заповедника в зоне влияния Кумжинского газоконденсатного месторождения на основе сопоставления данных за 2009-2013гг. годы. Выявлено, что загрязнение нефтепродуктами почв в районе старых буровых скважин локализовано и проявляется в 100-метровой зоне. В районе новых буровых скважин загрязнение не выявлено. Максимальные значения содержания суммы углеводородов в почвах остаются в зоне влияния аварии (Гусиная протока) и достигают 5000 мг/кг, но за 4 года оно уменьшилось на 35%. 0110 В 2014 году проведены исследования в Белгородской области, направленные на выявление особенностей эрозионно-аккумулятивных процессов и их воздействия на почвенный покров юга Центральной России за последние века в связи с сельскохозяйственным освоением территорий, использовался метод магнитного трассера В 2014 году проведено изучение характера вертикальной миграции твердофазного вещества почв (педотурбации) в различных природных зонах и при разных режимах землепользования. В отчетном периоде проводилась работа по влиянию деятельности железорудного горно-обогатительного комбината в Белгородской области на магнитные свойства окружающих почв. Получены данные о содержании магнитной фракции в снежном покрове на расстоянии до 40-50 км от ГОКа в разных направлениях от основных источников пыления в условиях различных агробиоценозов. В 2014 году была разработана концепция создания повышенных концентраций природных углеводородов в сланцевых толщах горных пород и влияния "углеводородного дыхания" сланцев на почвенный покров. Обосновывается пространственная связь месторождений сланцевых углеводородов с традиционными залежами нефти и газа. В тех и других объектах аккумуляция углеводородов происходила в ходе единого геохимического процесса внедрения глубинных углеводородов в толщу осадочных горных пород. В местах активизации новейших тектонических движений происходит частичная дегазация углеводородных скоплений в сланцах, сопровождающаяся миграцией углеводородов к земной поверхности и аккумуляцией их в почвенном покрове или донных отложениях. Следы потоков природных углеводородов в почве можно обнаружить по преобладанию легких фракций битумоидов, наличию широкого спектра ПАУ, содержащих от 2-х до 5-6 колец, и повышенной концентрации углеводородов в свободном почвенном газе. Ы отчетный период для оценки генезиса, устойчивости и миграционной способности полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в почвах проведено изучение образцов погребенных каштановых почв и солонцов из Ростовской (время погребения - от IV тыс. до н.э. до III тыс. до н.э.) и Волгоградской областей (300 лет). Выявлено, что ПАУ накапливаются в ряду почв увеличивающегося возраста в связи с усилением освоенности территорий. И в погребенных, и современных почвах ПАУ имеют элювиально-иллювиальное распределение и максимум в солонцовых горизонтах в связи с их перемещением с илистыми частицами в ходе солонцового процесса. По составу в почвах преобладают 2-3-ядерные соединения, а 6-ядерный бенз(ghi)перилен, поступающий преимущественно из антропогенных источников, обнаружен только в современных почвах. Особенности миграции и аккумуляции ПАУ в почвах, испытавших воздействие природного пирогенного фактора, были проанализированы в г. Тольятти Самарской области. Установлено, что ПАУ перемещаются в результате пост-пирогенной эрозии спустя несколько лет после пожара. На склонах южной экспозиции выявлено максимальное перемещение ПАУ, образованных при пожаре. При этом перенос 5-6-ядерных бенз(а)пирена и бенз(ghi)перилена в почвы подчиненных ландшафтов не выявлен. 5. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА почвенный покров, углеводороды, география и генезис почв,эрозия почв, почвенные карты, загрязнение почв. тяжелые металлы
5 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Природные и антропогенные изменения почв. Номер госрегистрации: 01201154404
Результаты этапа: 1. Подготовлены к изданию карты для Экологического атласа России (масштаб 1:30 млн): Почвенно-геохимическая; Мерзлотные режимы почв; Деградационные процессы в почвах; Экологические функции почв. Составлены авторские оригиналы карт для Экологического атласа России: Почвенные и ландшафтно-геохимические процессы; Устойчивость почв к загрязнению свинцом, мышьяком, цезием-137. 2. Проведен картоведческий анализ тематики почвенных карт в национальных атласах 30 стран, составленных за последние четверть века. Установлено, что базовые карты весьма разнородны, что связано с природными особенностями стран, совмещением национальных почвенных классификаций с международной на фоне сохранения традиций национальных научных школ. Базовые карты сопровождаются большим количеством дополнительных карт и карт прикладной направленности. Первые расширяют представления о почвах – физических и химических свойствах, направлениях почвообразования. Приоритетными среди прикладных карт стали карты, которые содержат почвенное обоснование экологических условий природной среды, а число их существенно превышает количество карт, ориентированных на сельское хозяйство. 3. Проведено сравнение принципов, структуры и единиц классификации почв России и международной почвенной классификации; выявлены черты сходства: приоритет диагностических горизонтов при классифицировании почв и при формулировании максимально полного генетического названия почвы; основные различия касаются таксономического значения диагностических элементов и более полного представления диагностических горизонтов в классификации почв России. Проведен анализ эволюционных изменений систем классификации почв и их отражений на почвенных картах обзорного характера. На примере почвенных карт различных американских штатов выявлены тенденции в модификациях легенд карт, их содержания, подходов к составлению карт на протяжении последних 100 лет. Показано, что утилитарно-прагматические принципы создания почвенных карт, основанные в основном на использовании почвенных серий и их ассоциаций, трансформировались в концепции отражения на картах субстантивно-генетических свойств компонентов почвенного покрова с акцентом на показ порядков, подпорядков и больших почвенных групп. 4. Выявлены основные ландшафтные факторы, определяющие степень трансформации свойств почв при природных пожарах в пределах ключевого района - хребта Хамар-Дабан. Ими являются экспозиция склонов и тип растительности, определяющий качество и количество горючего материала. Возобновление растительного покрова на участках гарей как правило идет с поселения мелкотравья и кустарничков, что приводит к усилению процесса гумусонакопления по сравнению с исходными неизмененными почвами. Высокозольный опад этих растений обеспечивает поддержание высокого уровня элементов питания в верхнем гумусовом горизонте и сохранение низкого уровня кислотности. Кроме того, в европейских таежных лесах исследовалось влияние пожаров на структуры почвенного покрова. Выявлена барьерная роль горизонтов золы, в которых наблюдается аккумуляция оксидов Fe и Al, Mn и ряда микроэлементов. Дана характеристика засоленных почв природного оазиса ЭхийнГол, расположенного на юге пустыни Заалтайской Гоби Монголии. Рассмотрены особенности и генезис засоления гидроморфных солончаков, луговых темноцветных и такыровидных пустынных почв, господствующих на территории оазиса. Показано, что почвы оазиса ЭхийнГол на большей части территории подвержены процессу прогрессирующего засоления, интенсивность которого зависит от уровня и минерализации грунтовых вод, а также соотношения годового испарения и поступления воды на поверхность почвы (с атмосферными осадками, грунтовыми и родниковыми водами наледей). Показана специфика засоления солончаков Монголии, испытывающих, в отличие от почв более южных регионов, интенсивное промерзание в зимний период. Проведена количественная оценка пространственных проявлений эрозионно-аккумулятивных процессов на двух противоположных склонах участка Грачева лощина (Курская область) на основе методов: почвенно-морфологического, магнитного трассера, радиоцезиевого, LISEM и физико-статистической эмпирической модели. Расчёты темпов перераспределения наносов по длине склона, выполненные с использованием эрозионной модели LISEM позволили достаточно достоверно определить не только суммарный смыв, но и пространственное перераспределения наносов по длине склонов, с выделением зон сноса и аккумуляции в тех случаях, когда они присутствуют на пахотном склоне и установлены полевыми методами. Были продолжены работы по выявлению миграционной структуры ландшафтно-геохимических арен, расположенных в Тверской, Тульской, Курской и Белгородской областях. Выявлено увеличение площадей рассеяния твердофазного веществ почв в аренах, расположенных в южной лесостепи, в сравнении с северной лесостепью, что может быть связано с большей эродируемостью чернозёмов типичных в сравнении с чернозёмами глинисто-иллювиальными. Разработаны принципы концепции экологической стратегии в нефтегазовой отрасли и предложены возможные технологии их реализации с учетом интересов производства. Первый принцип – это сокращение территорий воздействия путем повышения эффективности локального прогноза мест крупных скоплений углеводородов в недрах. Второй принцип – использование в системе экологического мониторинга диагностику углеводородных геохимических полей в ландшафтах для выявления причин загрязнения и прогноза изменения окружающей среды. Третий принцип – научный подход к рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами после аварийных разливов нефти. Его суть максимальная мобилизация внутренних ресурсов экосистемы на восстановление своих первоначальных функций. В этих целях необходима оценка устойчивости почв к загрязнению и дифференциация в связи с этим методов восстановления почвенных экосистем 5. Проведен анализ факторов почвообразования и свойств почв Средней Сибири. Установлены коррелятивные связи между литолого-геоморфологическими условиями почвообразования и почвами, переходными между палевыми, грануземами, криометаморфическими и криоземами; эти переходы нашли отражение в выделении соответствующих подтипов. Изучены особенности почвенного покрова Устьянского плато с помощью построения литогенных рядов автоморфных почв в условиях распространения двучленных пород. Построенный литогенный ряд автоморфных почв указывает на генетическую связь между двумя отделами почв с контрастными свойствами: текстурно-дифференцированным и альфегумусовым. Для изучения региональных особенностей биогеохимии почв на Сатинском учебном полигоне МГУ (Калужская область) проведен сбор проб основных видов растений, произрастающих в различных типах леса, а также образцов из подстилки и верхних горизонтов почв. Полученные данные позволяют говорить о малых различиях в химическом составе растительных сообществах трех типов леса, несмотря на разные соотношения в них древесных пород и разнообразие видов травяного яруса. При изучении почв карстовых воронок в различных биоклиматических и топо-литологических условиях выявлен полиэкоморфизм почв – то есть приуроченность почв одного и того же классификационного положения к различным сочетаниям факторов почвообразования. В 2015 году в рамках работы по ГЗ была защищена кандидатская диссертация на тему: «Почвенные катены карстовых воронок».

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".