ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2015, № 10, с. 1210-1221
= XИМИЯ ПОЧВ
УДК 631.41
МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТЫ, ВКЛЮЧАЯ РЕДКИЕ ЗЕМЛИ, В НЕКОТОРЫХ ПОЧВАХ ОСТРОВА САХАЛИН
© 2015 г. Ю. Н. Водяницкий1, Д. В. Манахов1, А. Т. Савичев2
Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119991, Москва, Ленинские горы, 1
e-mail: yu.vodyan@mail.ru 2Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7, стр. 1 Поступила в редакцию 22.04.2014 г.
Выявлены особенности химического состава буроземов, подзолов и аллювиальной почвы о. Сахалин. Буроземы на элювиально-делювиальных отложениях, подзолы на морских отложениях и аллювиальная почва обогащены Al и Ga и обеднены Ca, P, Sr. Буроземы и аллювиальная почва сильнее обогащены Fe, чем подзолы. Хлором очень сильно обогащен глееватый бурозем. Подзолы обеднены Mn, Ni, Cu, Zn, тяжелым лантанидом Y и обогащены Ba, Sr, Na, K, легкими лантанидами (La, Ce, Pr, Nd). Процесс подзолообразования, влияя на перемещение оксидов марганца, как носителя лан-танидов и Th, определяет их профильное распределение. Аллювиальная почва обогащена Na, K, Mg, Zn и обеднена Cu; тяжелый лантанид Y входит в состав иных минералов аллювия, чем легкие лантаниды от La до Nd. Зола всех подстилок слабо обогащена Rb и Ni. Пихтовая подстилка сильнее обогащена Mg, Ca, Mn, S и Zn, чем лиственничная. Подстилка в лиственнично-кедровом лесу на подзолах слабо накапливает все изученные элементы, кроме Ca, Mn, P, S, а подстилка осоко-вейни-ковой ассоциации на поверхности аллювиальной почвы — кроме Mn, P, S.
Ключевые слова: тяжелые металлы, лантаниды, щелочные и щелочноземельные элементы, бурозем, аллювиальная почва, подзол, Cambisols, Albic Podzols, Gleyic Fluvisols.
DOI: 10.7868/S0032180X15100123
ВВЕДЕНИЕ
Почвенный покров о. Сахалин формируется в своеобразных климатических условиях. Климат острова в целом муссонный, характеризуется холодной зимой, но менее суровой и более влажной, чем на материке, и прохладным и влажным летом. Большая протяженность территории острова в меридиональном направлении, существенное разнообразие климатических и литологиче-ских условий обусловили многообразие почв [2, 5].
Химический состав сахалинских почв изучен недостаточно, совершенно отсутствуют данные о содержании редких тяжелых металлов, включая лантаниды. Между тем, валовый химический состав несет важную информацию, так как зависит от состава материнских пород (на Сахалине очень специфических), климатических условий, генезиса почв. Кроме того, данные химического состава можно использовать для оценки степени выветрелости почв [14, 16].
Цель работы — выявить особенности химического состава буроземов, подзолов и аллювиальной почвы на о. Сахалин.
ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ САХАЛИНА
Северная часть Сахалина — равнинная (СевероСахалинская низменность), сложена неогеновыми песчаниками, глинистыми сланцами, конгломератами, перекрытыми четвертичными отложениями. Почвообразующие породы песчаного и супесчаного состава бедные как по химическому, так и по минералогическому составу. Растительный покров представлен разреженными лиственничными лесами с зарослями кедрового стланика. В этих условиях на хорошо водопроницаемых породах легкого гранулометрического состава формируются подзолы [8]. Они имеют четко дифференцированный профиль с резко выраженным элювиальным горизонтом. Луга в пределах Северо-Саха-линской низменности имеют ограниченное распространение, много сфагновых болот с торфяными болотными почвами (по классификации почв России [6]: торфяными олиготрофными почвами и торфяно-глееземами).
Центральная и южная части Сахалина в орографическом отношении состоит из Западно- и Восточно-Сахалинского хребтов и расположенной между ними Поронайской депрессии. Поч-вообразующими породами Западно-Сахалинского хребта служат песчаники, сланцы, глины и
конгломераты мела и палеогена, Восточно-Сахалинского — метаморфические сланцы, диабазы, порфиры и туфы. Поронайская депрессия сложена рыхлыми галечниково-суглинистыми и глинистыми четвертичными отложениями. Почвен-но-растительный покров имеет хорошо выраженную поясность.
Нижний лесной пояс гор образован темно-хвойными пихтово-еловыми лесами, папоротниковыми, черничными и зеленомошными. Леса дают большое количество биомассы, микробное разложение которой в условиях влажного климат замедлено. В почвенном покрове преобладают буроземы, часто оподзоленные, глееватые, грубогу-мусированные. Выше 500 м над ур. м. распространены горные торфянисто-перегнойные почвы (торфяно-литоземы) под каменно-березовыми леса с курильским бамбуком и разнотравьем, горно-тундровые подбуры и горные торфяно-глее-вые почвы) (подбуры) под зарослями кедрового стланика, сухоторфянистые почвы (сухоторфяно-подбуры) под кустарничковой растительностью. В долинах рек формируются различные аллювиальные, луговые, лугово-дерновые, болотные почвы (аллювиальные, гумусово-квазиглеевые и торфяные почвы).
Основной фактор, определяющий разнообразие химического состава почв на Сахалине, — ли-тогенный [5]. На северной равнинной части острова, где доминируют породы легкого гранулометрического состава, преобладают подзолы. В южной горной части, где преобладают породы тяжелого гранулометрического состава, образуются буроземы. На их состав сильно влияет местное переувлажнение, а также развитие оподзоли-вания.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Объектами исследования послужили наиболее распространенные на территории о. Сахалин почвы: буроземы и аллювиальная почва в южной части острова и подзолы в северной (рисунок).
Разр. 3 и 4 заложены в южных отрогах Корса-ковского плато в долине р. Водопьяновка. Разр. 3 расположен в верхней части склона юго-западной экспозиции под лиственничником разнотравным. Абсолютная высота — 82 м над ур. м. Почва представлена буроземом типичным, средне-мелким, малогумусированным, легко-среднесугли-нистым, слабоскелетным на щебнистых элювиально-делювиальных отложениях, имеющим следующее строение (в скобках указаны глубины генетических горизонтов, см): О (0—6)—АУ1 (6— 15)—АУ2 (15—26)—ВМ (26—46)—В (46-63)-ВС (63—90) [6]. Почва характеризуется наличием мощной подстилки, мелкоореховатой структурой
Схема расположения разрезов.
гор. ВМ, щебнистостью, возрастающей при переходе к почвообразующей породе.
Ниже по склону, на высоте 60 м над ур. м., под лиственничником разнотравно-орляково-ба-гульниковым сформирован бурозем оподзолен-ный, мелкий, мелкоосветленный, мулогумусиро-ванный, среднесуглинистый, слабоскелетный на щебнистых элювиально-делювиальных отложениях (разр. 4). Профильное строение: О (0—7)— ЛУе (7—16)—Ве (16-24)-ВМ1 (24-45)-ВМ2(45-67)— С (67—85). Почва характеризуется наличием осветленного гор. ЛУе.
Разр. 1 заложен в нижней части пологого восточного склона Южнокамышового хребта под пихтово-еловым папоротниковым лесом. Абсолютная высота — 60 м над ур. м. Почва представлена буроземом глееватым, средне-мелким, огле-енным, сильногумусированным, средне-легкосуглинистым, слабосклетным на элювиально-делювиальных отложениях, имеющим следующее строение: О (0-7)-ЛУ1 (7-14)-ЛУ2 (14-25)-ВМ (25-40)-В1§ (40-63)- В2§ (63-85)-С§ (85105). На поверхности почвы мощная подстилка. Окраска минеральных слоев меняется от буровато-серой в гумусово-аккумулятивных горизонтах до бурой и буровато-коричневой в нижней части профиля. Структурно-метаморфический горизонт характеризуется мелкоореховатой структурой. В нижней части профиля увеличивается количество щебня. Признаки оглеения отмечаются глубже 40 см в гор. В1§, В2§ и в породе.
Разр. 2 заложен на юге в пойме р. Айдар, впадающей в Охотское море, недалеко от устья под осоково-вейниковой растительностью. Абсолютная высота - 4 м над ур. м. Почва - аллювиальная серогумусовая (дерновая) глеевая, средне-мелкая, поверхностно оглеенная, средне гумусиро-ванная, легкосуглинистая на аллювиальных отложениях. Строение профиля: О (0-6)-ЛУ1 (6-21)-ЛУ2§ (21-30)-01 (30-57)-02 (57-75)-С0~~ (75-100). Признаки оглеения в виде сизой окраски и железо-марганцевых конкреций начинаются с глубины 21 см и до дна разреза.
Разр. 5 и 6 расположены на севере острова в юго-восточной части Северо-Сахалинской низменности в междуречье рек Даги и Томи в 2 км от берега Охотского моря. Некоторые физико-химические свойства этих почв охарактеризованы ранее [8]. Разрезы расположены на выровненных участках под зарастающими горельниками с лиственницей, кедровым стлаником, брусникой, мхами. Разр. 5 вскрывает подзол перегнойный, ненасыщенный, мелкий, поверхностно-осветленный, иллювиально-среднегумусовый, супесчаный на морских отложениях. Профильное строение: ОИ (0-6)-Е (6-10)-ВНБ (10-16)-ВБ (16-31)-В1 (31-54)-В2 (54-83)-С (83-100).
Разр. 6 расположен в 1500 м от разр. 5. Здесь под аналогичной растительностью сформировался подзол перегнойный, ненасыщенный, мелкий, мелкоосветленный, иллювиально-среднегумусо-вый, сильно ненасыщенный, супесчаный на морских отложениях. Профильное строение: ОИ (0-4)-Е (4-15)-ВНБ (15-20)-ВБ (20-36)-В1 (36-64)-В2 (64-100)-С (100-120). Подзолы перегнойные характеризуются наличием в нижней части подстилочного горизонта перегнойного материала. Элювиально-иллювиальное перераспределение гумуса и железа проявляется в осветлении элювиального горизонта и накоплении гумусово-железистых пленок на поверхности минеральных зерен в иллювиальном горизонте.
Во всех местах обильно накапливаются органические остатки на поверхности почв вследствие медленного их разложения и слабой минерализации, характерных для почв о. Сахалин [4, 5].
Содержание всех химических элементов исследовали методом ренгенофлуоресцентного анализа на анализаторе Респект. Лантан, церий, празеодим и неодим определяли после замены излучения рентгеновской трубкой радиоизотопным источником с высокой энергией излучения 241Лт. При этом активно возбуждаются ^-линии тяжелых элементов, которые не перекрываются с линиями макроэлементов. Малое фоновое излучение и его высокая стабильность позволяют быстро определять в почвах содержание этих лан-танидов [15].
Обширную группу лантанидов делят две части: 1) легкие или элементы цериевой подгруппы с атомной массой менее 153 и с ионным радиусом более 95 пм, эта под
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.