ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2004, № 10, с. 1250-1258
ДЕГРАДАЦИЯ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ И ОХРАНА ПОЧВ
УДК 631.4(235:571.62)
ТЕХНОГЕННЫЕ ПОВЕРХНОСТНЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ НА МЕСТЕ РАЗРАБОТКИ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗОЛОТА (БУРЕИНСКОЕ НАГОРЬЕ, ДАЛЬНИЙ ВОСТОК)*
© 2004 г. С. А. Шляхов, С. В. Осипов
Биолого-почвенный институт Дальневосточного отделения РАН, 690022 Владивосток, пр-т 100-летия Владивостока, 159 Поступила в редакцию 29.05.2002 г.
Описываются техногенные поверхностные образования, формирующиеся на месте разработки россыпных месторождений золота на Буреинском нагорье (Хабаровский край). Рассматриваются морфологические и физико-химические характеристики каждого из выделенных типов техногенных поверхностных образований на фоне естественных почв аналогичных местоположений.
Изучение техногенных поверхностных образований (ТПО) - субстратов, сформировавшихся в результате хозяйственной деятельности людей и выполняющих экологические функции почв -не является новым для почвоведения. Об этом свидетельствует тот факт, что данные объекты включены отдельной главой в "Классификацию почв России" [4] и для них разработана специальная схема систематики. Однако эта же схема может служить доказательством недостаточной изученности всего разнообразия ТПО: в ней всего два уровня таксономических единиц (группы и подгруппы); совершенно разные по свойствам и даже по морфологии ТПО должны быть отнесены к одной подгруппе; не приводится ни один количественный критерий диагностики.
Такая ситуация отчасти может объясняться тем, что в подавляющем большинстве случаев цели изучения ТПО почвоведами "природоохранные", то есть решаются вопросы загрязнения окружающей среды, рекультивации земель и т.п. Гораздо меньше внимания обращается на более фундаментальные проблемы, такие как разработка и совершенствование систематики ТпО с учетом их исходной природы и последующей трансформации процессами почвообразования или изучение эволюции ТПО в почвы, установление критериев, разграничивающих эти объекты. Между тем, многие ТПО очень удобны для изучения процессов первичного почвообразования, так как нередко представляют собой изначально одинаковые субстраты, но разного (и точно известного) возраста. То есть это, по сути, хронокате-ны, каждый элемент которых представлен в многократной повторности.
*
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ,
грант < 00-05-64995.
Прежде чем решать обозначенные выше теоретические проблемы, необходимо накопить достаточный объем фактического материала о разнообразии и свойствах ТПО различного происхождения, возраста и разных природных регионов. Надеемся, что настоящая статья послужит вкладом в банк данных по ТПО России.
ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводились на Буреинском нагорье (Верхнебуреинский р-н Хабаровского края), в бассейне р. Олга. Высота местности - порядка 900 м над ур. м., климат очень холодный, избыточно влажный, сумма активных температур воздуха - 900-1300° [5]. Среднегодовая температура воздуха - (-7.2°C), средняя годовая сумма осадков - 714 мм, большая часть из них выпадает в теплый период. Зима суровая (средняя зимняя температура воздуха составляет (-25.4°C), средняя летняя температура сравнительно невелика (+13.1°C)). Продолжительность безморозного периода на поверхности почвы всего 44 дня, дата первого заморозка на почве - 17 августа [7].
Растительность горно-таежная. Склоны покрыты лиственничными (Larix cajanderi) лесами и редколесьями, значительно нарушенными рубками и пожарами, и производными белоберезника-ми (Betula platyphylla), изредка встречаются ельники (Picea ajanensis). Пойма р. Олга занята лиственными лесами из чозении (Chosenia arbutifolia), тополя (Populus suaveolens) и других видов.
В долинах рек и на прилегающих склоновых шлейфах ведется разработка россыпных месторождений золота. В окрестностях поселка Со-фийск в июле-августе 2000 г. изучены дражные и гидравлические полигоны в долинах р. Олга и ручьев (ключей) Канак и Горелый. Сроки разработки полигонов установлены на основе документа-
ции и подтверждены в процессе натурных исследований, возраст наиболее старых полигонов составил 36 лет. На основных элементах техногенного рельефа выполнено геоботаническое и почвенное описание пробных площадей (29 разрезов и прикопок). Кроме того, ряд разрезов характеризует целинные почвы аналогичных местоположений изученного района и почвы не уничтоженные, но нарушенные антропогенной деятельностью. После проведения морфологических описаний из большинства разрезов и прикопок отобраны насыпные образцы по горизонтам (слоям) (всего 101). В лабораторных условиях во всех образцах определены физико-химические характеристики общепринятыми методами [1, 2].
При интерпретации материала авторы столкнулись с проблемой неопределенности понятия ТПО, впрочем, как и понятие "почва". Если "центральные образы" этих объектов примерно ясны, то провести разделяющую их границу на современном уровне знаний не представляется возможным. Действительно, трудно решить к ТПО или к примитивным почвам отнести отвал, видимое изменение которого педогенными процессами ограничивается, по сути, лишь появлением на его поверхности слоя опада мощностью 1 см или даже меньше. Есть вероятность, что из-за размытости указанной границы в дальнейшем удобным окажется ввести в классификацию одну или несколько промежуточных категорий. Так, Геннадиев с соавт. [3] предлагают выделять четыре сообщества почв. Между природными почвами и техно-земами (синоним ТПО) они помещают техноген-но-природные и природно-техногенные почвы. Однако обсуждение такого варианта применительно к нашему материалу выходит за рамки данной статьи. Поэтому ниже собственно ТПО и формирующиеся на них примитивные и слаборазвитые почвы мы будем рассматривать в качестве единых рядов под общим названием того вида ТПО, который лежит в начале каждого такого ряда. Всего на изученных дражных и гидравлических полигонах можно выделить 4 основных ряда: ТПО вскрышных отвалов, эфельных отвалов, дражных отвалов, днищ отстойников и пазух.
Нельзя не отметить также, что на современном этапе изучения ТПО отсутствуют какие-либо общепринятые обозначения для слагающих эти субстраты слоев. Мы использовали в указанных целях римские цифры, а для обозначения новообразованных поверхностных слоев - символы почвенных горизонтов (О, А1), которыми они и являются.
Естественные почвы. Прежде чем приступить к описанию посттехногенных субстратов, целесообразным представляется дать краткую характеристику естественных (целинных) почв района исследований (более детально они описа-
ны в работе [8]). С одной стороны, они являются исходными почвами, уничтожающимися в процессе золотодобычи, с другой - тем "эталоном", в который процессы педогенеза "стремятся" превратить грунты, оказавшиеся на дневной поверхности в результате хозяйственной деятельности.
Непосредственно в поймах ключей формируются аллювиальные торфяно-глеевые почвы. Так, подобная почва в верховьях ключа Горелый под редкостойным вейниковым лиственничником имела поверхностную торфяную толщу мощностью 21 см, ниже шел перегнойно-глеевый горизонт, сменяющийся на глубине 33 см многолетней мерзлотой (по состоянию на 1 августа). Торфяные горизонты почвы сильно заилены, содержание органического вещества в них 2543%, в нижнем горизонте - 13.6%. Гидролитическая кислотность убывает сверху вниз от 37.7 до 16.9 мг-экв/100 г почвы, рН водный варьирует в пределах 4.80-5.45, то есть почва среднекислая. Емкость катионного обмена (ЕКО) составляет 38-63 мг-экв/100 г, а степень насыщенности основаниями - 35-55%.
Наиболее распространены на склонах под лиственничными лесами и редколесьями сфагновыми торфяные олиготрофные почвы. Они представляют собой толщи сфагнового торфа с очень низкой плотностью, степень разложенности которого возрастает вниз по профилю. На глубине 35-51 см наблюдается многолетнемерзлый слой (в том числе и на южных склонах), также состоящий из смерзшегося сфагнового торфа, который ограничивает углубление разреза. Содержание органического вещества в описанных почвах изменяется от 52.5 до 95.7% и в большинстве горизонтов превышает 90%. Актуальная кислотность здесь преимущественно сильная - средняя (рН от 4.23 до 5.56), гидролитическая - от 47.3 до 133.7 мг-экв/100 г, причем ее минимум приходится на мерзлый слой. Данные почвы обладают наиболее высокой ЕКО (82-130 мг-экв/100 г почвы) из всех изученных почв и ТПО. В их поглощающем комплексе резко доминируют катионы водорода и алюминия, степень насыщенности основаниями не превышает 45%, а, как правило, гораздо ниже (табл. 1, разр. 16).
Под лиственничными лесами и редколесьями также формируются альфегумусовые почвы, строение которых иллюстрирует следующий пример. Разрез заложен на высоте 1050 м, недалеко от вершины сопки, вблизи пос. Софийск. Растительность представляет собой лиственничную редину (сформировавшуюся на месте лиственничника в результате рубок) ерниково-багульни-ково-зеленомошную. С глубиной здесь лесная подстилка О (0-12 см) из мхов и опада сменяется перегнойным гор. Н (12-17 см) темно-коричневого (до черного) цвета, который подстилается рез-
Таблица 1. Физико-химические свойства почв и ТПО вскрышных отвалов Буреинского нагорья
Горизонт Глубина, см Органическое вещество, % pH Гидролитическая кислотность H+ по Гедройцу ЕКО Насыщенность основаниями, %
водный солевой мг-экв/100 г сухой почвы
Разр. 16-2000, ненарушенная торфяная олиготрофная почва, южный склон, уклон 10°
T0 0-16 95.18 4.52 3.43 112.14 38.79 113.05 0.01
T1 16-25 95.09 4.92 3.83 81.46 23.85 121.36 32.88
T2 25-35 62.59 4.87 3.97 61.99 20.49 83.71 25.95
T3 35-40 52.50 5.56 4.46 47.26 14.45 84.10 43.81
Разр. 7-2000, торфяно-глеевая деструктивная почва, восточный склон, уклон 1-2°
Разр. 34-2000, р. Олга, северный склон отвала 1986 г., уклон 10°
O 0-8 88.49 5.33 4.41 62.65 9.88 118.07 46.94
Т1 8-30 31.32 5.07 3.97 45.80 22.26 46.81 0.02
Т2 30-46 30.99 4.95 3.89 49.37 20.90 51.02 0.03
G 46-88 2.38 4.75 3.75 7.76 3.69 7.99 2.88
Разр. 18-2000, ключ Горелый, южный склон отвала 1998 г., уклон 30°
Мох.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.