Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Начальные процессы почвообразования в техногенных экосистемах Урала
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение
Автореферат диссертации по теме "Начальные процессы почвообразования в техногенных экосистемах Урала"
На правах рукописи
Мяхошпш Гвлннв Ивановна
НАЧАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ В ТЕХНОГЕННЫХ ЭКОСИСТЕМАХ УРАЛА
Смщйшшъ 03.00Л7. - втюмщаие
Автореферат дкеершцш ша соискание учеяой сникав | доктора биологических иаук
Томск-2004
Работа выполнена в Уральском государственном университете им. А.М. Горького
Официальные оппоненты: доктор биологических наук
Арчегова И.Б.
доктор биологических наук, профессор Капелькина ЛИ
доктор биологических наук, профессор Дергачева М.И.
Ведущая организация: Институт эхологин растений и животных Уральского Отделения РАН (Екатеринбург)
Защитасостоится В ригеля 2004 г. в // час. на заседании диссертационного совета Д-212.267.09 в Томском государственном университете по адресу: 634050, Томск, пр. Ленина, 36, Главный корпус
С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Томского государственного университета
Автореферат разослан
а^угзх^а—-
2004 г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук
Актуальность темы. Прошедший век характеризовался особенно интенсивным и разнообразным воздействием на природные экосистемы. Экологические последствия таких воздействий привели к необходимости обратить особое внимание на охрану природы и разработку специальных научно-обоснованных мероприятий по восстановлению разрушенных ландшафтов. Особенно значительные нарушения земельных ресурсов, вплоть до полного уничтожения почв на значительных площадях, наблюдаются в районах горнодобывающей промышленности, к которым относится Урал, особенно там, где преобладает карьерный способ добычи полезных ископаемых. Это требует разработки комплекса мер по возвращению в пригодном для использования виде земель отработанных территорий. Поэтому биологическая рекультивация таких земель является весьма актуальной проблемой. На Урале длительное время промышленные отвалы рекультивирующему воздействию не подвергались и на них шли процессы естественного восстановления биоценозов и почв. Состояние биоценозов на самозарастающих отвалах дает ценную информацию о пригодности пород для биологической рекультивации, может способствовать выбору направления рекультивации и составлению прогнозов скорости восстановления биоценозов и почв для вновь разрабатываемых месторождений.
Основу теоретического почвоведения составляет положение о переходе любой горной породы в почвенное тело под естественным воздействием на нее основных факторов почвообразования (ФП): климата, живых организмов, рельефа и времени. Несмотря на имеющийся огромный материал, характеризующий разные типы почв, роль времени в формировании их изучена явно недостаточно, что отмечают все исследователи. Имеющиеся периодизации жизни почвы (Захаров, 1931; Герасимов, 1956; Таргульян, 1982; Зонн, 1987, Иенни, 1948; и др.) не подкреплены четкими количественными критериями из-за сложности почвы как природного объекта и недостатка фактических материалов. Необходимость дальнейшей разработки этой проблемы на фактологической основе другого уровня, очевидна.
Разновозрастные самозарастающие промышленные отвалы являются очень удобными объектами для изучения динамики формирования современных биогеоценозов, а также первоначального периода развития (онтогенеза) почв. Почвы на датированных отвалах горных пород, разных элементов рельефа, возраста, типов растительности и нахождения их в разных климатических условиях позволяют вычле-
нить влияние каждого ФП при близости других (правило монофак-торности), что очень редко можно найти в природных условиях. Такой подход может служить основой для развития учения об экологии почв как самостоятельного раздела почвоведения в понимании И.А. Соколова (1993).
Добыча полезных ископаемых на Урале началась очень давно и поэтому исследования почв на отвалах разновозрастных древних рудников, используя хроноряды почв от настоящего времени до нескольких тысячелетий назад, позволит выявлять скорость восстановления почвенного покрова и закономерности его развития в техногенных экосистемах. В этом контексте познание первоначальных процессов формирования и развития (онтогенеза) почв на нарушенных землях может рассматриваться как самостоятельное направление в почвоведении, разрабатывающее проблему становления и эволюции почв.
Цель работы. Разработать и обосновать концепцию первичного почвообразования и развития (онтогенеза) почв на породах разного состава в техногенных экосистемах основных природных зон Урала и оценить их пригодность для биологической рекультивации.
Задачи исследований. Изучить основные свойства пород техногенных экосистем Урала, выявить зависимость характеристик почв от их химического состава и оценить их пригодность для биологической рекультивации.
Определить макро- и микроэлементный состав травянистых растений естественно восстанавливающихся биогеоценозов на отвалах разных месторождений и провести их экологическую экспертизу.
Исследовать состав и свойства формирующихся почв разного возраста и. выявить динамику начальных процессов почвообразования с учетом состояния растительного покрова на разных почвообразую-щих породах в лесной, лесостепной и степной зонах Урала.
Обосновать концептуальную модель первоначального формирования и развития почв на породах разного химического состава в техногенных экосистемах, основных природных зон Урала.
Объекты исследовании: почвы, формирующиеся на естественно зарастающих разновозрастных отвалах разного химического состава 70 месторождений, расположенных в таежной, лесостепной и степной зонах Урала.
Научная новизна. Впервые на основе единых методических и методологических подходов дан детальный анализ педогенеза в тече-
ние первых 200 лет на разных по составу породах в техногенных экосистемах лесных, лесостепных и степных условий Урала.
Впервые на примере Урала показана обогащенность пород в отвалах 70 разных месторождений добываемыми макро- и микроэлементами и их геохимическими спутниками, приводящая к значительному (выше ПДК) накоплению таких элементов в травянистых растениях, что необходимо учитывать при составлении рекомендации для выбора способов биологической рекультивации и использования растительной продукции.
Впервые выявлены закономерности начального развития горизонтов в почвах, формирующихся на разных почвообразующих породах в условиях таежной, лесостепной и степной зонах Урала.
Для количественного вычленения влияния времени почвообразования на развитие почв в онтогенезе впервые использован коэффициент дифференциации (Кд).
Установлено, что в первые 200 лет формирования почвенного профиля в техногенных экосистемах почвы проходят стадию внутреннего развития (эмбриогенеза), когда легко фиксируемые аналитическими методами незначительные количественные измёнения еще не перешли в качественные, заметные в морфологическом облике почв (кроме горизонта Ао и небольшой мощности горизонта А).
Выявлено, что характер изменений в профиле почв соответствует зональной направленности почвообразования, а начальные стадии онтогенеза для ныне экспонированных моногенетичных зрелых зональных типов почв на соответствующих породах были подобными.
Показано, что формирующиеся почвы (эмбриоземы) отличаются от фоновых не только меньшими запасами гумуса, но и менее «зрелыми» в химическом отношении (менее конденсированными) по сравнению с фоновыми гуминовыми кислотами, что свидетельствует о существовании периода развития в системе гумусовых веществ.
Выявлено, что даже при одинаковой мощности подстилок в развивающихся и фоновых почвах, зольный состав подстилок в первых отличается меньшим содержанием биофильных элементов, что также может свидетельствовать о незаконченности периода развития в формировании важнейшего органогенного горизонта к 200 годам.
Впервые показана динамика формирования в онтогенезе частных почвенных профилей: гумусового, щелочно-кислотного, текстурного и др., а также обоснована возможность применения их при ис-
следовании более старых почв (на поверхностях археологических памятников возрастом от 400 до 5000 лет).
Вклад автора. Автору принадлежат постановка проблемы, идея использования самозарастающих разновозрастных отвалов для изучения периода развития (онтогенеза) почв на разных породах и в разных климатических условиях Урала, обоснование необходимости макро-и микроэлементной оценки состава горных пород в отвалах и в растениях с целью проведения биологической рекультивации, разработка программ исследований, обобщение полученных материалов и обоснование выводов, а также разработка и обоснование концепции первоначального формирования и развития почв в техногенных экосистемах.
Защищаемые положения. 1. Процессы превращения пород отвалов в почвенное тело в течение первых 200 лет почвообразования фиксируются в основном аналитическими методами, поскольку время формирования педогенных признаков меньше, чем характерное время (ХВ) образования почвенных горизонтов.
2. Соотношения элементов в горизонтах вымывания и вмыва-ния, определяемые по коэффициентам дифференциации (Кд), позволяют решать проблемы, связанные с дифференциацией почвенного профиля на генетические горизонты, фиксировать стадии развития почв во времени и степень приближения их к таковым у зрелых почв.
3. Почвы на отвалах разных месторождений, отличаясь повышенным содержанием добываемых химических элементов и их геохимических спутников, существенно влияют на химический состав растений, накапливаясь в них выше ПДК, вследствие чего на этих почвах следует выращивать растения, не идущие в пищу домашним животным и человеку, то есть технические культуры.
Теоретическая и практическая значимость работы. Концептуальная модель первоначального формирования и развития (онтогенеза) почв на нарушенных землях развивает представление о начальных стадиях постлитогенного почвообразования и вносит существенный вклад в проблему становления и эволюции почв.
Полученные материалы и выводы могут быть использованы при разработке рекомендаций для проведения биологической рекультивации отвалов разных типов месторождений, а также будут способствовать составлению прогнозов поведения отработанных территорий с целью планирования и освоения месторождений.
Теоретические и практические разработки автора могут использоваться при чтении лекций по генезису, эволюции, охране и рекультивации почв в Вузах соответствующего профиля.
Публикации и апробация работы. По теме исследования опубликовано 82 работы, из них 4 монографии, в том числе одна коллективная. Результаты исследований докладывались на Всесоюзных (Всероссийских) и Международных конференциях и симпозиумах, посвященных проблемам освоения и рекультивации нарушенных земель, охраны окружающей среды, антропогенного почвообразования, в том числе: Бургас, Солнечный берег, 1983; Уфа, 1973; Новосибирск, 1974; Донецк, 1975; Свердловск, 1975; Тарту, 1975; Москва, 1976; Свердловск, 1976; Киев, 1976; Москва, 1977; Москва, 1978; Новосибирск, 1979; Кемерово, 1982; Москва, 1982; Свердловск, 1983; Новосибирск, 1985; Якутск, 1986; Москва, 1987; Свердловск, 1988; Новосибирск, 1989; СЭВ, Конин (Польша), 1989; Братислава, 1989; Донецк, 1990; Киев, 1990; Днепропетровск, 1990; Казань, 1991; Москва, 1997; Екатеринбург, 1993,1996, 1998,2000,2001,2002,2003.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, выводов и списка литературы. Она изложена на страницах машинописного текста, содержит 87 таблиц, 33 рисунков, список литературы из 380 названий, в том числе 40 иностранных авторов.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Основными объектами исследований были почвы, формирующиеся на разновозрастных (0-200 лет) естественно зарастающих промышленных отвалах, образованных при добыче 70 полезных ископаемых карьерным способом. Всего в таежной, лесостепной и степной зонах Урала были обследованы 27 месторождений железа, 5 - никеля, 7 - меди, 5 - золота, 2 - асбеста, 2 - талька, 2 - известняков, 4 - огнеупорных глин, 6 - песков, 10 - угля. По своим параметрам отвалы представляют собой аккумулятивные формы мезо- и макрорельефа (высота от 1-2 до 120 м, площадь от 1 до 1000 га), подобные таковым в предгорно-холмистых провинциях Урала. Сходство дополняет очень сильная каменистость пород в отвалах (20-90%).
Методологический подход при изучении динамики развития почвенных профилей заключался в составлении хронорядов почв, формирующихся на разных почвообразующих породах и анализе их морфологических и аналитических характеристик, используя принцип монофакторности. Для вычленения роли времени был использован ко-
эффициент дифференциации (Кд), представляющий собой отношение содержания того или иного показателя (элемента, соединения) в горизонте накопления или вымывания к таковому в почвообразующей породе или к горизонту вмывания. Изучение физико-химических свойств почв, гранулометрического, и валового составов, качественного состава гумуса проводилось с использованием общепринятых в почвоведении методов. Материалы статистически обработаны (Дмитриев, 1990).
.2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК РАЙОНОВ РАБОТ
В главе описываются основные характеристики климата, растительности и почв в районах работ, составленные на основе специальных монографических источников.
3. СВОЙСТВА ПОРОД В ОТВАЛАХ И ИХ ПРИГОДНОСТЬ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ
Согласно ГОСТу 17.5.1.03-86 «Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель» к особо важным свойствам пород отнесены: величина рН водной вытяжки, засоленность, емкость поглощения, содержание обменного натрия, гранулометрический состав. Однако для полной оценки своеобразия формирующихся почв новых экотопов показателей ГОСТа недостаточно, так как в отвалах, как и самих месторождениях, повышено содержание добываемых элементов и их геохимических спутников. Поэтому дополнительно определялся валовой, а также макро- и микроэлементный состав мелкозема пород в отвалах. На основе сравнительного анализа валового состава пород в отвалах и среднего состава рыхлых осадочных пород, изучаемые породы были объединены в группы: обогащенные железом, магнием, кальцием, углем, кремнием, алюминием, нормальные (по своему макросоставу наиболее близкие к среднему составу рыхлых осадочных пород), и породы с повышенным содержанием сульфатной и сульфидной серы. Эти особенности пород учитывались при изучении начальных процессов почвообразования.
Известно, что вокруг рудного поля существуют ореолы рассеяния, иногда столь существенные, что по ним можно обнаружить само месторождение. В почвах и растениях над неразработанными месторождениями, залегающими относительно неглубоко от земной поверхности, повышено содержание микроэлементов до такого уровня, что это вызывает заболевания у растений, животных и человека, в связи с чем проводится биогеохимическое районирование территорий, выявляются эндемические заболевания (Ковальский, 1974; Малюга,
1963). По существующей технологии ведения вскрышных работ породы, на разрабатываемых месторождениях, наиболее близко расположенные к добываемому элементу и его геохимическим спутникам, будут находиться на поверхности отвалов. Это отражается на химическом составе произрастающих на них растений. Определение основных макроэлементов (М Р, К, Са, Мё, Бе) и 11 микроэлементов (Со, N1, Мп, Л, Сг, V, Си, 2п, Мо, В, РЬ) в 103 видах травянистых растений и сравнение их состава со средним содержанием в растениях и с ПДК показало, что в растениях в повышенных количествах находятся добываемые элементы и их геохимические спутники. Превышение над средними значениями или ПДК достигает 2-380 раз (табл. 1).
Таблица 1. Среднее содержание некоторых микроэлементов в растениях на отвалах разных месторождений (Махонина, 1987)._
Элемент
ПДК/норма
Месторождения
- • Ре № Мк А1 С Б! Си
мг/кг сухого вещества
Кобальт 1 30 50 74 7 б 41 6
Хром 5 52 72 38 8 39 13 Неопр
М0"3%взоле растений
Ванадий 5 508 280 13 13 15 18 Не опр
Никель 1 243 380 345 8 129 50 Неопр
Следовательно, химический состав травянистых растений четко отражает особенности химизма пород в отвалах и свидетельствует об экологической опасности использования таких растений в пищу домашним животным и человеку. Рационально на таких отвалах выращивать технические культуры. В связи с этим необходимо дополнить существующий ГОСТ 17.5.1.03-86 еще одним показателем, оценивающим на каждом месторождении качество растительной продукции, используя известные санитарно-гигиенические нормы (Махони-на, 1987). В главе приведены также средние величины кларков концентраций: КК1 - по отношению к среднему содержанию микроэлементов в осадочных породах и КК2 - по отношению к среднему содержанию элементов в наземных растениях.
4. ПОЧВЫ И ВРЕМЯ В главе описываются современные представления о роли времени в развитии почвенного профиля. Все исследователи согласно утверждают о недостаточной изученности этого фактора. Существующие периодизации жизни почвы недостаточно подкреплены фактиче-
скими материалами. Особенно слабо изучен период первоначального развития почв.
В последнее время интерес к проблеме «почвы и время» возрос в практическом плане, в связи со значительными потерями почвенного покрова при разработке полезных ископаемых карьерным способом. Исследования формирующегося почвенного покрова при естественном зарастании отвалов ограничены преимущественно 20-30 годами почвообразования, что явно не охватывает весь период развития почв. В работах (Таранов, Комиссаров, 1974; Махонина, 1976; Фатку-лин, 1980; Таранов и др., 1984; Етеревская, 1989; Гаджиев и др., 1992; Козыбаева, 1994; и др.) указывается на довольно быстрые изменения, происходящие в формирующихся почвах, хотя они еще незначительны, и почвы по своим свойствам далеки от зрелых фоновых. По мнению А.Н. Геннадиева (1990), необходимо продолжать эти исследования, так как «темп разработки теоретических вопросов эволюции почв заметно превосходит приток новых фактических данных, и при сохранении такого положения может возникнуть ситуация отрыва концептуальных построений от эмпирической основы».
5. ФОРМИРОВАНИЕФИТОЦЕНОЗОВ
Формирование фитоценозов на отвалах при естественном зарастании идет по типу первичных сукцессии. В них выделяют несколько сингенетических стадий: пионерная группировка (одновидовая или смешанная), простая группировка (одновидовая или смешанная) и сложная — предшествующая появлению закрытого фитоценоза. Длительность существования каждой стадии зависит от окружения отвалов, физических и химических свойств пород, климатических условий. Нормальный ход сингенетических сукцессии часто нарушается, так как на отвалы вывозят бытовой мусор, прокладывают дороги, складируют технический лом, что влияет на состояние растительного покрова. На двухсотлетних отвалах, которые не использовались человеком, в таежно лесной зоне сформировались практически закрытые фитоценозы (Махонина, Чибрик, 1978; Махонина и др., 1982; и др.). Динамика формирования фитоценозов в техногенных экосистемах Урала обобщена в работе Т.С. Чибрик и Ю.А. Елькина (1991).
6. ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ НА САМОЗАРАСТАЮЩИХ
ОТВАЛАХ
При изучении начальных стадий почвообразования прослеживалась динамика формирования разных свойств почв в пределах 200 лет. В настоящей главе дается анализ полученных результатов.
6.1. Морфология почв. Известно, что во внешнем облике почвенного профиля (морфологии) отражаются физические и химические изменения, которые претерпевает любая горная порода в процессе почвообразования. Описание морфологического облика почв на ранних стадиях почвообразования позволяет выявить возникновение, проявление и развитие почвенных горизонтов, т.е. наблюдать начало процесса обособления почвенного тела от материнской породы.
В лесной, лесостепной и степной зонах первым почвенным горизонтом, который сразу становится заметным, является лесная подстилка или степной войлок. Их формирование тесно связано с характером распределения растений. В начале формирования фитоценозов в зависимости от стадии их развития распределение растений на отвалах является неравномерным и изменяется от рассеянного, через рассеянно-групповое до равномерного (диффузного). На отвалах до 10-1 летнего возраста на стадии простой и смешанной пионерной группировки растений опад небольшой и представлен надземными органами бурьянистых растений. Покрытие почвы такой подстилкой может рассматриваться как фрагментарное (<20% по Сапожникову, 1984). В простых смешанных группировках (10-20 лет) мощность рыхлого слоя опада может достигать 2 см. В сложных растительных группировках лесных фитоценозов (старше 20 лет) слой опада увеличивается до 2,5 см, а распределение его можно характеризовать как очаговое (51-70%). При близком стоянии отдельных групп растений подстилки начинают покрывать большие площади (покрытие прерывистое, 90%). И только на старых отвалах (100-200 лет) с почти сформированным фитоценозом, подстилка образует практически самостоятельный горизонт мощностью от 3 до 7 см (покрытие сплошное, >90%, прерываемое лишь на выходах больших валунов). Мощность подстилки зависит от распределения растений, густоты стояния, перемещениями по элементам микрорельефа.
Морфологическое строение подгоризонтов подстилок в целом аналогично таковому зональных биоценозов. У наиболее молодых почв (до 10 лет) подгоризонты не выделяются. С увеличением возраста почв до 15-20 лет в подстилке выделяется два подгоризонта: АО1 -опад предыдущего года и АО2 - более разложившийся опад. Подгори-зонт АОЗ иногда можно выделить у почв 50 - 60 лет и старше. У 100 -200-летних почв подгоризонт АОЗ постепенно переходит в гумусовый горизонт А, поэтому его можно выделить как А03А.
В соответствии с поступлением и распределением надземного и подземного опада идет образование гумусового горизонта, который придает почвам темную окраску. На самых ранних стадиях почвообразования при незначительном содержании гумуса выделить по цвету и определить мощность гумусового горизонта затруднительно, вследствие того, что: в составе гумуса преобладают фульвокислоты; гуми-новые кислоты у молодых почв светлее, чем у фоновых; окраска поч-вообразующих пород, как правило, перекрывает небольшие потемнения, связанные с накоплением гумусовых веществ, и они практически незаметны. Поэтому только в самой верхней части профиля морфологически выделяется гумусовый горизонт А. Переход его в следующий обычно резкий, граница перехода ровная. Мощность его зависит от возраста почв. У 0-10-летних почв горизонт А имеет минимальную мощность (1-3 мм), к 10-20 годам она достигает 0,5-1,5 см, а степень его потемнения зависит от цвета почвообразующих пород. На 20-50-летних отвалах горизонт А увеличивается до 2 см. В лесных биоценозах над ним уже сформирован слой подстилки до 2-3 см. На отвалах 80-200 лет мощность горизонта А колеблется в пределах 2-6 см. Под горизонтом А формируется переходный гумусовый горизонт В, но идентифицируется он только при послойном химическом анализе проб на содержание гумуса. Мощность этого горизонта обычно соответствует слою максимального скопления корней (до 20 см).
На ранних стадиях почвообразования структура почв выражена слабо и у почв 0-10 лет она практически отсутствует, у 10-20-летних почв - непрочно мелкокомковатая или пылеватая в гумусовом горизонте, у 20-50-летних — непрочная мелкокомковатая или комковатая. У почв старше 50 лет структура обычно комковатая, непрочная. Ее образованию мешает небольшое содержание гумуса, глинистых частиц и сильная каменистость пород. По сложению молодые почвы могут быть отнесены к типу «рыхлого каменистого сложения», при котором почва состоит из обломков камней, не связанных между собой, составляющих более половины почвенной массы и пересыпанных мелкоземом (Розанов, 1983). В качестве включений в почвах отвалов встречаются остатки техногенной деятельности человека (проволока, куски тросов, цемента, бытовой мусор и др.). Новообразования на начальных стадиях выделить очень трудно. Распределение корневых систем по почвенному профилю зависит от стадии формирования фитоценоза, основная масса их сосредоточена в верхнем 20 см слое, а в
почвах наибольшего абсолютного возраста корни единично встречаются на глубине 80-90 см.
Таким образом, профиль почв, имеющих возраст от 0 до 200 лет, выражен слабо. В соответствии с периодизацией жизни почвы по С.А. Захарову (1931), основанной на образовании и развитии гумусовых горизонтов, изученные нами почвы находятся на первой стадии развития. По Б.Г. Розанову (1983) почвы с таким строением профиля относятся к группе простых, к типу примитивных. По В.О. Таргульяну (1982) почвы возраста до 20 лет находятся на предпочвенной стадии (когда биота уже есть, но почвенный профиль не обособился), после 20 лет — стадии первичных и юных почв, развивающихся под первичными сукцессиями биоты (что соответствует началу обособления почвенных горизонтов и началу роста почвы вглубь). В зарубежных классификациях такие почвы называют литосолями или регосолями.
6.2. Физические свойства почв. Основу любой почвы составляет ее твердая фаза, имеющая определенные физические свойства, наследуемые от почвообразующей породы. Особенностью пород в отвалах ряда месторождений (железорудных, никелевых, медных и др.) является повышенное содержание железа, что приводит к увеличению плотности твердой фазы до 2,8-3,5 г/см3. В породах нерудных месторождений и вскрышных четвертичных плотность твердой фазы почвы соответствует таковой в фоновых почвах (2,4-2,8 г/см3). С увеличением времени почвообразования в почвенном профиле постепенно уменьшается плотность твердой фазы, особенно в верхних 7—10 см, т.е. там, где в большей мере накапливается органическое вещество. Так, в 200-летней почве Сысертского железорудного месторождения изменение плотности твердой фазы по профилю с глубины 8-10 см до 50-60 см происходит следующим образом: 2,40 - 2,87 - 2,97 - 3,02 — 3,00 - 3,03 г/см3. В целом плотность твердой фазы почвы на начальных стадиях почвообразования в первую очередь зависит от содержания гумуса. Аналогичные зависимости наблюдаются и для плотности скелетной части почвы (объемного веса).
Таким образом, формирование почвенного профиля на ранних стадиях почвообразования сопровождается закономерными профильными изменениями удельного и объемного весов почв.
Особенностью практически всех пород в отвалах является их очень сильная каменистость (20-90%), которая обусловлена присутствием обломков горных пород разных размеров: от частиц более 3 мм до 1,5-2 м в диаметре. Неравномерное перемешивание каменистых и
мелкоземных пород при складировании в отвалы приводит к дифференциации верхних слоев по степени каменистости, что создает определенную пестроту экологических условий. Как выявлено, в лесной зоне травянистые растения чаще всего закрепляются на участках с меньшей каменистостью, а древесные - с большей.
На основе анализа материалов по гранулометрическому составу мелкозема разновозрастных почв, формирующихся на отвалах разных месторождений в подзоне южной тайги, было выделено четыре типа в профильном распределении физической глины: 1 тип - с постепенным снижением фракции физической глины от верхнего горизонта к нижнему, 2 тип — с постепенным увеличением, 3 тип — с 8-образным распределением с минимумом в середине профиля, 4 тип - с максимумом содержания физической глины в середине профиля (табл. 1).
Таблица 2. Процентное соотношение разных типов профильного распределения физической глины в разновозрастных группах почв южной тайги
Гранулометрический Возраст Типы распределения
состав почв, лет 1 2 3 4
Супеси 0-50 13,0 6,7 20,0 26,8
50-150 0,0 0,0 26,8 6,7
Легкие суглинки 0-50 11,1 0,0 14,8 7,4
50-150 11,1 14,8 37,0 3,8
Средние суглинки 0-50 8,3 0,0 8,3 16,6
50-150 0,0 8,3 50,2 8,3
Тяжелые суглинки 0-50 0,0 16,6 8,3 0,0
50-100 16,б 16,6 33,6 8,3
Была проведена оценка соотношения разных типов распределения фракций во времени (0-50 и 50-150 лет) на разных по гранулометрическому составу породах в процентах от общего числа почвенных профилей в пределах одной классификационной единицы гранулометрического состава. Найдено, что доля почв с наиболее простым первым типом распределения со временем уменьшается, а остальных типов - возрастают, что свидетельствует об энергичных процессах перемещения физической глины. Особенно выделяется третий тип (8-образное распределение), который характерен и для зрелых почв в таежной зоне.
Примеры этого типа распределения у разновозрастных почв приведены на рис.1
Рис. 1. Изменение во времени профильного распределения фракций физической глины (А) и ила (Б) разновозрастных почв С увеличением времени почвообразования процессы перемещения тонких частиц вглубь профиля усиливаются, и минимум содержания тонких фракций фиксируется во времени в более глубоких слоях. В почве возраста 15 лет минимальное содержание физической глины находится на глубине 5 см, 50 - 7 см, 100 - 10 см. В лесостепной зоне наблюдаются аналогичные изменения во времени в профилях почв по гранулометрическому составу, но элювиальный горизонт у почв со сходным возрастом и гранулометрическим составом залегает выше, что можно объяснить разной интенсивностью промывания почв в таежной и лесостепной зонах. В условиях степной зоны профильные изменения в содержании физической глины незначительны. По В.О. Таргульяну, И.А. Соколову (1978) ХВ дифференциации профиля почв по илу составляет тысячи и десятки тысяч лет. В техногенных экосистемах она проявляется уже на ранних стадиях почвообразования.
63. Гумусное состояние почв. Особенности складирования, физических и химических свойств пород, отсутствие полностью ровных территорий, связанное с движением и работой машин и влияющее на сложный рисунок микро- и нанорельефа, а также неравномерность распределения семенных зачатков, зависящая от окружения отвалов, их высоты, направления ветров, возможности закрепления семян, определяют мозаичность почвенного покрова уже на начальных стадиях формирования биоценозов и почв на отвалах. В дальнейшем на формирование почвенного покрова также влияют пестрота видового состава растений, их биомасса, стадии сингенетических сукцессий.
Гумусонакопление. Для изучения особенностей гумусонакопле-ния закладывалсь разрезы почв под отдельными группировками растений, на разных по составу и возрасту отвалах, а также элементах микрорельефа.
Полученные результаты показали существование тесных взаимосвязей между указанными факторами. Так, выявляется более высокое накопление гумуса за один и тот же временной отрезок на участках, занятых высшими растениями в сравнении с «голыми», т.е. без высших растений, хотя и на «голых» участках за счет деятельности низших форм растений идет постепенное увеличение содержания гумуса. Из древесных видов (сосна, береза) гумуса больше накапливается под березой (в слое 0-2 см - 2,58%С) в сравнении с соснами (1,29%С) на 10-летней почве Естюнинского железорудного месторождения. Под травянистыми растениями гумуса больше накапливается под злаками (0,67 - 0,48 - 0,23%С по слоям 0-2, 2-7 и 7-20 см) и меньше всего под разнотравьем (0,50 - 0,33 - 0,18%С). Под бобовыми содержание гумуса (0,50 - 0,33 - 0,18%С) имеет промежуточное значение. Однако, если группировки не моновидовые, то гумуса больше накапливается под злаково-бобовыми, чем под злаково-разнотравными. Например, на 24-летней почве Баженовского месторождения асбеста под злаково-бобовой группировкой содержание гумуса по слоям 0-2,2-7, 7-20 см составило: 2,9 - 1,9 - 0,7%С, а под зла-ково-разнотравной соответственно тем же слоям —1,9 - 1,35 - 0,2%С.
Микропонижения зарастают в первую очередь, что связано с большей влажностью таких мест, большим содержанием мелкозема и лучшей задержкой в них семенных зачатков. Соответственно наибольшее количество гумуса, при прочих равных условиях, накапливается в микропонижениях, а наименьшее - на вершинах повышений. Так, например, в 10-летних почвах, формирующихся под бобово-злаковыми группировками на Естюнинском месторождении железа, в понижениях содержание гумуса в слое 0-20 см находится в пределах 0,59 ± 0,07%С, на ровных участках - 0,39 ± 0,04%С. Различия в гуму-сонакоплении на разных элементах рельефа сохраняются и у почв большего возраста. Например, в 80-100-летних почвах содержание гумуса в микропонижениях составляет 1,13%С, на повышениях -0,39%С. Влияет на гумусонаколение также гранулометрический состав почв. Как и в полноразвитых почвах, наибольшее количество гумуса наблюдается на тяжелосуглинистых почвах и наименьшее - на супесчаных (рис. 2).
С увеличением времени почвообразования содержание гумуса в молодых почвах в целом растет, хотя и не совсем пропорционально времени (рис. 3).
Рис. 3. Содержание углерода в слое 0-20 см разновозрастных почв
Накопление гумуса на ранних стадиях почвообразования в значительной степени зависит от сингенетических стадий формирования фитоценоза, поэтому протекает ступенчато. Для выяснения влияния климатических условий был выбран ряд одновозрастных почв на от-
валах железорудных месторождений, расположенных в лесной и степной зонах, породы которых близки по валовому составу, величине рН, гранулометрическому составу (Махонина, 2002).
Результаты показывают (табл. 3), что лучшие условия для гуму-сонакопления приурочены к степной зоне, что согласуется с особенностями содержания гумуса в почвах зонально-генетического ряда.
Таблица 3. Среднее содержание органического углерода
в слое 0-20 см молодых почв разных природных зон, %
Зона, подзона Возраст почв, лет
0-5 5-10 10-20 20-30 40-60
Лесная
средняя тайга 0,1±0,02 0,12±0,02 0,28±0,03 0,40±0,03 0,52±0,07
южная тайга 0,23±0,04 0,29±0,03 0,32±0,02 0,50±0,05 —
Степная 0,30±0,06 0,36±0,0б 0,57±0,03 0,72±0,07 -
Запасы гумуса (в т/га) даже у 80-200-летних почв по сравнению с фоновыми меньше в 2-4 раза. Скорость гумусонакопления (т/га/год) с увеличением времени почвообразования уменьшается от 0,3-0,5 т/га/год у 5-летних почв до 0,17-0,2 т/га/год у 100-200-летних. Если принять, что средняя скорость гумусонакопления у 100-200-летних почв в будущем существенно не уменьшится, можно определить ХВ, необходимое для восстановления на промышленных отвалах запаса гумуса, соответствующего зональному. В таежной зоне ХВ колеблется в пределах 380-880 лет, в лесостепи - 750-1480 лет. Полученное ХВ накопления гумуса в целом согласуется с данными ряда авторов, использовавших другие методы (Ковда, 1973).
Профильное распределение гумуса. На начальных стадиях почвообразования кривые распределения гумуса соответствуют регрессивно-аккумулятивному подтипу по Б.Г. Розанову или грубогумусно-му - по Л.Н. Александровой (рис. 4). Из рисунка видно, что с увеличением возраста почв до 200 лет характер распределения сохраняется, а кривые распределения как бы погружаются вглубь профиля. Иначе говоря, гумусовый горизонт растет сверху вниз. Наибольший прирост гумуса и изменение в распределении наблюдаются в верхних 20-30 см, глубже они происходят значительно медленнее.
В общем, на начальных стадиях почвообразования содержание гумуса зависит от видового состава растений, элементов микрорельефа, свойств почвообразующих пород, климатических условий, стадии развития фитоценоза, времени почвообразования (Махонина, 1990).
Рис. 4. Профильное распределение органического углерода разновозрастных легкосуглинистых почв под хвойными породами в подзоне южной тайги Обозначения: ■♦ - 20-30 лет; — - - 30-40 лег,.
—*— -70-80лет; —О--100лет; —•--200лет
Групповой состав гумуса. Те же зависимости, обнаруживаются и при изучении группового и фракционного состава гумуса молодых почв. Так, например, на соотношения между ГК и ФК влияет видовой состав растительных группировок. Практически для всех почв можно составить ряд, в котором содержание ГК по отношению к ФК в гумусовом горизонте А возрастает в ряду: сосняки-> злаковые—> разнотравные —> бобовые. При прочих сходных условиях увеличивается содержание ГК в почвах микропонижений в сравнении с повышенными и ровными участками.
Долевые соотношения между ГК и ФК в гумусовом горизонте представлены на рис. 5 в координатах общего содержания Спс и Сфк в % от общего углерода, из которого видно, что соотношение С« И Сф* на отвалах разных пород различно, состав гумуса в молодых почвах изменчив, что свидетельствует о его несформированности, хотя в них уже проявляются зональные особенности соотношения между ГК и ФК(Махонина, 1992).
Влияние состава почвообразующих пород проявляется в большем накоплении ГК на карбонатных породах, чем на магнезиальных и песчаных (Махонина, 1974).
Рис. 5. Соотношение ГК/ФК разновозрастных почв в гумусовом горизонте А на отвалах разных месторождений
(ГК и ФК, % к общему углероду)
Сравнение внутрипрофильного распределения ГК и ФК в разных почвенно-климатических зонах под разными растительными группировками и на разных почвообразующих породах показало, что в пределах первых 30-40 лет в почвах лесной и лесостепной зон преобладают ФК по всему профилю. У более старых почв (> 60 лет), формирующихся под сосняками с хорошо развитым травянистым ярусом, в верхней части профиля на уровне 0-5-7 см больше ГК. Глубже их содержание уменьшается, а ФК - возрастает. Исключение составляют почвы на песчаных породах, у которых даже у 150-летних почв в составе гумуса преобладают ФК. Небольшому преобладанию ПС над Ф К в верхнем 2-см слое способствуют бобовые группировки. У более молодых почв (до 30-40 лет) ПС обнаруживаются до глубины 5-20 см, у более старых - до 40-60 см. Практически, в таежной зоне мы наблюдаем два типа распределения ПС и ФК по профилям почв. В самых молодых в составе гумуса преобладают ФК (первый тип) и это соответствует зональным особенностям профильного распределения этих кислот. В более старых почвах (до 200 лет) в верхней (до 20 см) части профиля наблюдается сдвиг в сторону преимущественного образования ГК, а глубже - по-прежнему ФК (второй тип).
Влияют на групповой состав гумуса и климатические условия. В степной зоне в пределах первых 30 лет на карбонатных породах в составе гумуса преобладают ПС над ФК (1,25—2), в подзоне южной тайги эти соотношения меньше. 100-летие почвы на легкосуглинистых породах в подзонах южной тайги 0,46-,76) илесостепи (Сщ'.Сфц 1,67-1,89) также различны по этой характеристике, т.е. за одно и то же время под однотипными растительными группировками (сосняки разнотравные) в лесостепной зоне образуется больше ПС, чем в таежной зоне, что еще раз свидетельствует о важности климатических условий для направления процессов гумификации.
Фракционный состав гумуса почв. На соотношение основных фракций ПС и ФК большое влияние оказывает состав почвообразую-щих пород. На породах бедных основаниями (песчаных, ожелезнен-ных) нет или очень мало черных ГК, тогда как на карбонатных или магнезиальных - эта фракция преобладает. С увеличением времени почвообразования растет доля ГК «типовых молекул» (Дергачева, 1984) и проявляются типичные зональные особенности в соотношении фракций гуминовых и фульвокислот.
Оптические плотности гуминовых кислот. По сложившимся представлениям оптические плотности ГК характеризуют особенно-
сти строения их молекул, и более молодые в химическом отношении макромолекулы ПС оптически менее плотны, т.е. Е-величины ГК признаны хорошим диагностическим показателем строения ГК. Мы воспользовались этим показателем для характеристики разновозрастных почв на стадии онтогенеза (рис. 6). Из рисунка видно, что в целом с увеличением времени почвообразования оптические плотности ГК растут, но еще не достигают фоновых значений, т.е. в формировании структуры молекул ГК наблюдается свой период онтогенеза, не заканчивающийся в 200 годам. На Е-величины ПС (Е1*) оказывают влияние состав растительных группировок (бобовые> злаковые> лиственные> хвойные), изменение микрорельефа (понижение> ровный участок> повышение), климатические условия (северная тайга <средняя тайга <южная тайга <лесостепь> степь), т.е. формирование системы гумусовых веществ зависит от основных ФП (Махонина, 1989).
430 500 - 560 620 680 720
Длина волны, нм
Рис.6. Оптические плотности ГК-1 разновозрастных почв на отвалах железорудных месторождений под сосняками разнотравными, при концентрации ГК 0,136 мг/ мл С в гумусовом горизонте А (подзона южной тайги)
_ ^ — 50 лет ~ -О- - 60 —80-100 лет -•♦••100 лет —-В— 150лет •- <ч»
6.4. Азотное состояние почв.. Отсыпанные в отвалы породы практически азота не содержит (0,002 — 0,01%). Появление азота в почвах связано с поселением на них свободноживущих и находящихся в симбиозе с высшими растениями микроорганизмов. Определение потенциальной активности азотфиксации, по М.М Умарову (1982), показало, что в молодых почвах идет фиксация N свободноживущими микроорганизмами; уровень ее наиболее интенсивен в верхнем 0-2 см слое и резко (в 3-5 раз) уменьшается в глубь профиля. Азотфиксация идет как на участках не занятых высшими растениями, так и более интенсивно (в 4-10 раз) под ними, С возрастом активность азотфиксации
возрастает в 3,7-4,8 раза, но то же время в 380 раз меньше, чем в ненарушенных почвах. В целом содержание N в молодых почвах еще не велико и значительно меньше, чем в фоновых. В лесной зоне накопление N происходит, прежде всего, в подстилках, где оно практически соответствует фоновому (0,8-1,3%), а в гумусовом горизонте с колебаниями, зависящими от возраста почв (от 0,03 до 0,2%). Наилучшие условия для накопления азота создаются в лесостепной зоне. На север и юг от этой зоны количество этого элемента снижается в 1,5-2 раза. Отношение С/^ характеризующее обогащенность гумуса азотом, в сравнении с фоновыми почвами, в начале периода развитиябольше, но уже к 100-200 годам соответствует зональным. Запасы N в молодых почвах еще невелики (1,5-17 н/га), в 2 - 20 раз меньше, чем в почвах соответствующих зон, а скорость накопления его в почве невелика (Махонина, Тихомирова, 1990; Махонина, 2003).
6.5. Фосфатное состояние почв. Валовое содержание фосфатов в породах отвалов колеблется в пределах 0,01-0,25% РгО^ что согласуется с содержанием их в основных горных породах и почвах - 0,03-0,64%Р2О5 (Войткевичидр., 1977; Гинзбург, 1981; Фирсова, 1977).
Количество доступных растениям форм фосфатов постепенно увеличивается во времени. Так, например, в ряду 3-15-24-53-летних почв под травянистыми группировками в гумусовом горизонте А количество РгО} увеличивалось следующим образом: 6,3-12,5-19,0-30,6 мг/100 г почвы. Используемые растениями фосфаты после их отмирания накапливаются в верхних горизонтах, способствуя постепенному увеличению доли органических фосфатов. В возрастном ряду почв 37-12-18 лет на породах Магнитогорского железорудного месторождения содержание органических форм Р^Оз постепенно увеличивалось в слое до 0-20 см 2,82—»23,68—»38,58—»56,0%, достигая в конце фоновых значений. В процессе почвообразования за счет биогенного накопления особенно в верхних горизонтах почв, растет его валовое содержание. Так, в 10-летней почве на месторождении талька в слоях 0-2,2-7 и 7-20 см оно составляет 86-59-59 мг/100 г почвы, а через 35 лет - возрастает до 183-95-74 мг/100 г почвы (Махонина, 1989).
6.6. Щелочно-кислотпые условия почвообразовапия. В результате процессов выветривания и образования гумусовых кислот, в молодых почвах , формирующихся на разных почвообразующих породах, происходит постепенное подкисление всего почвенного профиля, но особенно сильно оно проявляется в его верхней части (рис.7).
4 9 04Ю0$ Г , г рмКЮ
А Б
Рис. Профильный ход кривыми Н20 разновозрастных почв на отвалах: А - песчаных месторождений (Возраст почв, лет: 1- 3; 2- 10; 3-16; 4-19; 5-25; 6- 100); Б - магнезиальных месторождений (возраст почв, лет: 1- 1; 210; 3-15; 4-24; 5-30; 6-42; 7-80)
С увеличением времени почвообразования увеличивается и степень подкисления. В ряду почв: 0-10-+20-30-+50-80->80-100 -►100200 лет на ожелезненных породах Кд по степени подкисления соответственно возрастам почв имеет величины: 1,82—* 2,24—♦ 5,42—» 13,72-+ 44,03 при фоновом его значении - 204. У почв того же возраста на магнезиальных породах Кд образует следующий ряд: 1,84-3,2313,87-30,25 при фоновом Кд —148. На карбонатных породах в возрастном ряду почв 0-10, 20-30 и 80-100 лет Кд меньше: 1,62-1,87-20,9 при фоновом - 120. Таким образом, за 200 лет почвообразования степень подкисления почв еще не достигла фоновых значений и, следовательно, щелочно-кислотная система находится на стации развития.
6.7. Емкость катонного обмена (ЕКО). В молодых почвах ЕКО зависит от гранулометрического и минералогического состава, рН, содержания гумуса и др. (Махонина, Аверьянова, 1992). Так, с утяжелением гранулометрического состава в ряду: супесь —»легкий суглинок—»тяжелый суглинок —»глины - ЕКО увеличивается по отношению к супеси в 2 - 2,7 - 5,7 раза. В хорошо дифференцированных по гранулометрическому составу профилях ЕКО изменяется в согласии с содержанием частиц < 0,01 мм: С увеличением содержания гумуса ЕКО растет, что объясняется намного большей ЕКО гумусовых
кислот (в 10-30 раз) по сравнению с любыми минералами С увеличением возраста почв ЕКО растет (Махонина, 2003).
6.8. Валовой состав почв. Во всех почвенных профилях наблюдаются изменения в валовом содержании определенных элементов, которое соответствует распределению разных фракций гранулометрического состава. В частности, распределение кремния соответствует распределению фракций крупного и среднего песка, алюминия и железа — илистым частицам или фракции мелкой пыли. В профильном распределении кальция и магния не наблюдается связи с таковым какой-либо фракции. Возможно, эти элементы перемещаются по профилю в виде ионных растворов. На основе этих сравнений можно предполагать, что первоначальные изменения в валовом составе молодых почв в первую очередь могут быть связаны с перемещениями отдельных фракций мелкозема, которые происходят в процессе перемешивания и усадки пород после отсыпки отвалов. При этом слои с меньшим или большим содержанием разных элементов находятся на разной глубине. У более старых почв (старше 50 лет) резкая усадка пород уже закончилась и в более явном виде начинает проявляться действие биологического круговорота. Разница в возрасте 50- и 80-летних почв подтверждается и коэффициентами дифференциации, соответственно: для железа 0,73 - 0,66, для алюминия 0,69 - 0,49; для кальция 0,45 - 0,34; для магния 0,61 - 0,55. Принципиально такие изменения в валовом составе почв наблюдаются во всех природных зонах, хотя наименьшие - соответствуют степной зоне с ее непромывным типом водного режима.
Зольный состав подстилок находится на стадии формирования, так как содержание элементов в них меньше, чем в фоновых подстилках (Махонина, 2003). С течением времени видна тенденция к приближению зольного состава к фоновым показателям.
6.9. Групповой состав железа. В породах отвалов железорудных и некоторых других месторождений резко повышено содержание валового железа (16-60%). Почвы, образующиеся на таких породах, могут быть отнесены, в соответствии с классификацией С.А. Зонна (1982), к ферраллитным и ферритным, не характерным для умеренно холодного (лесная зона) и теплого (степная зона) климата, т.е. почвы на ожелезненных породах отвалов представляют собой своеобразную группу, образующуюся в техногенных экосистемах. Согласно этому автору (Зонн, 1982), для каждой природной зоны и типа почв характерно определенное соотношение между разными формами железа.
Результаты свидетельствуют об отсутствии полного соответствия по соотношению разных групп железа в почвах на отвалах - фоновым. Особенностью молодых почв на. ожелезненных породах является меньшее, чем у фоновых почв, содержание аморфного железа (по Тамму). Так как его содержание считается показателем длительности процессов почвообразования в конкретных климатических условиях, то небольшое его количество в молодых почвах может быть объяснено именно малым временем почвообразования. С увеличением времени почвообразования общее содержание аморфных и связанных с органическим веществом почвы форм железа увеличивается, хотя его количество в почвах 100-200-летнего возраста еще не достигает фоновых значений. Кд по аморфному железу соответствует возрасту почв и может быть использован для выявления различий в возрасте почв при прочих близких условиях (Махонина, 2003).
7. Концептуальная модель разновозрастных почв в период онтогепеза. В таблицах 4-9 приведены сводные характеристики разновозрастных почв, формирующихся на разных почвообразующих породах и расположенных в разных климатических зонах Урала, по средним арифметическим значениям. В работе даны статистически обработанные материалы. Для краткости в таблицах названия месторождений обозначены символами добываемых элементов: Бе - железорудные месторождения; М§ - магнезиальные породы (асбест, тальк); Са - карбонатные породы; Н - нормальные, отвечающие среднему составу осадочных пород; - песчаные месторождения; С - уг-леродосодержащие отвалы (угольные месторождения); N1 - никелевые месторождения; Си - медные месторождения; А1 - месторождения огнеупорных глин.
Общая направленность почвообразования на начальных стадиях соответствует восстановлению зональных почв, несмотря на некоторое своеобразие протекания процесса, связанное с особенностями состава почвообразующих пород. Первые 200 лет почвы проходят самую раннюю стадию развития (онтогенеза), когда наблюдаемые небольшие количественные изменения еще не перешли в качественные, визуально легко заметные. Длительность этой стадии до конца еще не определена, не изучены последовательности проявления тех или иных процессов почвообразования в макроморфологическом облике почв. Однако, как ясно было из выше изложенного материала, дифференциация породы, т.е. формирование профиля как совокупности взаимо-
связанных горизонтов начинается задолго до появления первых визуально определяемых признаков.
Данные показывают постепенность в формировании горизонта подстилки в лесной зоне и гумусовых горизонтов - во всех остальных условиях, постепенное увеличение содержания гумуса и азота, т.е. тех соединений, каковых не было в исходных породах. С увеличением времени почвообразования повсеместно происходит постепенное под-кисление верхних горизонтов почв, формируются элювиальные и иллювиальные горизонты в лесной и лесостепной зонах, растет глубина подкисления всего почвенного профиля (табл. 4-9).
Таблица 4. Характеристика фоновой и разновозрастных почв на отвалах
Таблица 6. Характеристика фоновых и разновозрастных почв на отвалах _разных месторождений в подзоне средней тайги_
Показатели почвы .1-10 лет 20-30 лет 40-50 лет 80-100 лет ФопО вые
Ее с Ее с Ре Ре
Ао, см нет нет 1 2 2-3 4-6 4-9
гор. А, см 2 2 2 2 2 6-7 4-17
А+В,см 2 7 2 20 7-10 20 20-50
% гумуса в А 0,40 0,94 1,59 3,02 3,27 3,51 6,13
Сп/Сф. в. А 0,34 0,61 0,53 не опр 0,40 0,32 0,76
Е1Кв А, 5,98 не опр 8,83 неопр 7,50 неопр. 10,50
% азота в. А 0,03 0,09 0,09 0,16 не опр. 0,25 0,42
Пределы рНш в профиле почв 5,156,68 5,807,60 не опр неопр неопр не опр 3,404,30
Пределы рН що в профиле почв неопр не опр 4,606,66 4,415,78 5,506,95 5,806,71 5,007,20
Кдсп 7,54 3,56 2,08 5,71 2,48 5,49 не опр
Гп, см >20 2-7 20 20 30 40 80
ЕКО.Кд . не опр НС опр не опр не опр 0,62 0,46 0,32
Таблица 7. Характеристика разновозрастных почв на отвалах разных место-
рождений в подзоне южной тайги
Показатели почвы 1-10-лет 20-30-лет 40-80-лет
Н Ре Са Ее м2 Са Н Н
Ао, см нет нет нет нет 2 2 2-3 2 2-4 2
А, см нет нет нет нет 2 2 4-7 2 2 2
А+В, см 2 2 2 2 12 10 20 7 2-7 6
% гумуса в А 0,82 0,43 0,95 1,76 1,84 1,46 3,02 1,35 1,75 3,53
Спс/С^ в А 0,17 0,36 0,65 0,42 0,55 0,33 0,92 0,43 0,61 0,80
Е1Кв. А 1,26 5,46 6,43 неопр 6,92 3,14 не опр 6,54 3,52 5,53
»/оИвА неопр 0,1 0,08 0,16 0,12 неопр 0,24 0,13 неопр 0,24
Пределы рНнзо 7,31 -8,9 6,10 -6,9 6,65 -7,9 7,07,8 5,88 -6,8 7,38 -8,5 7,30 -7,9 6,44 -6,9 6,81 -8,1 не опр«
Кд 1;84 1,93 1,82 1,62 2,24 3,23 1,87 3,64 13,8 5,33
Гп, см 7 7 7 7 20 20 20 20 40 40
ЕКО.Кд 0,84 0,85 0,91 0,89 0,87 0,85 1,19 0,87 0,84 0,7
Продолжение табл. 7
Показатели 40 - 80 лет 80-100 лет 100- 200-летние почвы
почвы Ре Са С м§ N Ре Са Ре н
Ао, см 4 4-6 1-2 4-6 3-5 4-5 2-8 4-6 5-6 4-6
А, см 4 2-10 - 4-5 4-6 4-5 5-9 5-9 5-6 5-9
А+В, см 10-12 15-36 не опр 15-35 13 18-20 5-1« 20-22 9-13 10-20
% гумуса 2,58 4,73 не опр 3,98 5,09 3,91 3,31 4,65 2,15 6,35
СГ^СА* В А 0,51 1,19 неопр 1,1 0,89 0,44 0,67 0,52 0,42 1,12
Е'к в гор. А 3,63 2,67 не опр неопр 7,59 5,0 8,67 4,86 1,5 8,3
%ЫвА 0,16 0,34 неопр 0,32 0,27 0,21 0,10 0,27 0,11 0,30
Пределы 4,3- 7,3- 2,3- 6,3- 5,3- 4,4- 5,59 4,0- 4,07 неопр
рНнго 6,4 7,96 3,25 7,78 6,2 6,0 -7,6 7,0 -6,3
Кдсп 5,42 6,76 2,25 30,2 2,7 13,7 100 44,0 5,7 6,8
Гп, см 40-50 40 > > до до до > до >
120 20 40 60 60 60 120 40
ЕКО.Кд 0,77 неопр меолр 0,74 0,66 0,74 0,80 0,64 неопр 0,53
Таблица 8 Характеристика фоновых и разновозрастных почв на отвалах разных месторождений в лесостепной зоне
10-20 20-30 30 50-70 100- Фо-
Показатели 1 - Шлет лет лет лет лет 200 новые
почвы лет
Ре А1 с С А1 Ре А1 81
Ао, см нет нет нет нет нет нет 2-3 нет -
А, см 2 2 2 2 2 2 2 6 30-45
А+В, см 2 2 2 2 2 7 7 6 60
% гумуса 1,42 0,95 5,03 8,55 1,52 4,06 9,46 1,67 9-16
С^-.С^ в А 0,52 0,22 0,71 0,91 0,15 0,57 0,14 1,14 1,90
Е,квА 12,1 1,62 неопр неопр. 1,00 17,4 6,62 3,47 неопр
%Кв. А 0,17 0,12 0,12 0,27 0,17 0,41 0,29 0,36 0,25-0.35
Пределы 7,4- 6,8- 7,0- 6,6- 7,96- 7,5- 6,63- 6,4- 7,60-
РНН20 7,59 8,30 8,10 7,80 8,6 7,98 8,6 7,51 7,8
Кдсп 1,56 2,21 2,44 3,93 1,87 1,69 5,25 6,99 неопр
Гп, см 2 2 7-20 7-20 7-20 7-20 до 20 до 30 неопр
ЕКО, Кд 1,57 не опр неопр не опр. неопр. не опр 0,87 0,18 неопр
Таблица 9. Характеристика 1-30-летних почв на отвалах разных месторождений в степной зоне
Показатели почв 1 -10 лет 1020 лет 20-3 Олет Фон
С N1 А1 Си Ее N1 Си Ре А1
А, см 2 2 2 2 2. 2 2 2 2 55
А+В, см ' 2 2 2 2 7- 2 20 20 2-7 не опр
% гумуса 1,83 0,71 0,34 0,59 0,73 0,11 2,89 2,41 0,7 4,2
СГ.ГСА.ВА _ 1,37 не опр не опр н« опр 1,09 не опр 1,53 1,47 не опр 1,44
Е" в А не опр не опр ке рпр ке олр 1,43' не опр 4,19 2,10 не опр 7,62
%Ыв А 0,14 0,06 0,02 0,13 0,05 0,04 0,19 0,11 0,10 0,33
Пределы рНнго - 6,85 -7,7 7,48,5 7,98,47 6,55 -7,7 7,65 -7,7 7,47,72 6,15 -7,7 7,37,6 8,1
Кдсп 5,03 1,75 1,59 3,22 3,75 1,08 5,33 3,33 1,34 не опр
Гп, см ' 7 2 7 20 2-7 2 2-20 2-7 2-20 не о*ф
В целом все изменения, происходящие в почвенных профилях, не достигают по характеристикам значений, наблюдаемых в фоновых почвах, т.е. за 200 лет почвообразования ни один из изучаемых показателей не достиг степени проявлений, характерных для полноразвитых почв.
Таким образом, даже 200-летние почвы находятся еще на стадии развития (онтогенеза).
К особенностям свойств почв на стадии онтогенеза можно отнести не только меньшее содержание гумуса, но и иное строение макромолекул ГК. Судя по их оптическим плотностям, в макромолекулах ГК менее выражено ядро и более развиты боковые цепи, т.е. ГК развивающихся почв менее конденсированные (зрелые) по сравнению с фоновыми ГК, близки к ФК и, по-видимому, могут считаться предшественниками ГК, на что указывала ранее М.М. Кононова (1963).
В составе формирующихся подстилок содержится меньше зольных элементов в сравнении с таковым зрелых почв, что также свидетельствует о том, что они находятся еще на стадии развития. В наших исследованиях мы специально ограничивались изучением почвообразования на выровненных поверхностях отвалов (автохтонный тренд педолитогенеза по В.О. Таргульяну, 1982), чтобы исключить удаление твердого материала из почв или его привнос. По предложенной В.О. Таргульяном общей модели саморазвития почв, изучаемые нами 0 -200-летние почвы находятся над предпочвенной стадии, когда биота
уже есть, но почвенный профиль еще не обособился, (чему соответствуют изученные нами почвы 0 - 20 лет) и стадии первичных и юных почв, развивающихся под первичными сукцессиями биоты, когда происходит начало обособления почвенных горизонтов и начало роста почвы вглубь (чему соответствуют — 20-40-летние). Более старые почвы (более 40-50 лет) можно отнести к стадии развивающихся почв, с ростом почвы вглубь и дифференциацией на горизонты. Однако рост почвы вглубь и дифференциация профиля на горизонты наблюдалась и выделялась нами в основном по данным химических анализов, поскольку морфологическая дифференциация на ранних стадиях онтогенеза почв отсутствует. Дифференциация профиля на генетические горизонты по морфологии была введена лишь по сформировавшемуся горизонту подстилки и гумусовому горизонту А, начиная с возраста 50 лет. По С.А. Захарову (1931) изученные нами почвы относятся к первой стадии развития.
Таким образом, развитие почвенного профиля в техногенных ландшафтах происходит очень медленно, поскольку даже 200-летние почвы относятся к слаборазвитым.
Использованный нами метод Кд для выявления процессов развития почв, который позволил выявить на количественном уровне степень дифференциации почвенного профиля развивающихся молодых почв, был применен в дальнейшем при изучении более старых почв (400-5000 лет), сформированных на дневных поверхностях земляных археологических памятников (Махонина, 1995, .1997, 2001; Коркина, Махонина, 2002; Когкта, МакЬопта, ВокИако^г, 2001; Ма-хонина, Коркина, 2002).
Полученные результаты показали информативность этого метода при изучении подзолистых песчаных почв, сформировавшихся на оборонительных сооружениях разновременных археологических памятников в подзоне северной и средней тайги Западной Сибири. С увеличением возраста почв Кд по отдельным показателям уменьшаются. Уменьшение Кд происходит по экспоненциальной кривой; при этом разные почвенные показатели Кд достигают фоновых значений за разное время. Так, например, более 5000 лет требуется для того, чтобы степень дифференциации (Кд) подзолистых почв по валовому железу и илу стала близкой таковой в фоновых подзолистых почвах. Значения Кд по валовому кальцию, фосфору и алюминию приближаются к фоновым через 2500-3000 лет, Кд по аморфному железу (согласно Тамму) становится близок фоновым значениям через 2500 лет.
Оптические плотности ГК-1 и ГК-2 достигли фоновых величин через 1,5 тысячи лет в подзолистых почвах под сосняками. Под ельниками эти показатели меньше в горизонте А2 даже в почвах, имеющих возраст 3000 лет. Это еще раз подтверждает, что развитие почвенного тела - процесс очень сложный и длительный, и исследованные нами почвы, имеющие возраст до 200 лет, находятся на самой ранней стадии онтогенеза. Для получения более полного представления о закономерностях формирования почвенных профилей необходимо продолжать это направление исследования.
ВЫВОДЫ
1. Разработана концепция развития почвенного профиля и изменения его во времени в первые 200 лет почвообразования на породах разного химического состава в техногенных экосистемах на примере лесных, лесостепных и степных условий Урала.
2. Особенностью пород в отвалах разрабатываемых месторождений на Урале является их очень сильная каменистость, делающая отвалы малопригодными по физическим свойствам для сельскохозяйственного использования и обогащенность пород добываемыми химическими элементами и их геохимическими спутниками. Повышенные количества элементов и особенно тяжелых металлов приводят к избыточному накоплению их растениями (выше ПДК), что делает растения не пригодными по санитарно-гигиеническим нормам для использования домашними животными и человеком. В связи с этим при биологической рекультивации на отвалах рационально выращивать лишь технические культуры.
3. Проявление всех процессов почвообразования выявляется только по признакам педогенеза, которые, как правило, морфологически не выражены или выражены слабо, но четко фиксируются аналитически.
4. С поселением живых организмов на отвалах начинается постепенное формирование почвенного покрова, особенности которого определяются видовым составом растений, мозаичностью их распределения, возрастом, стадией развития фитоценозов. Так же как и в ненарушенных почвах, на состояние почвенного покрова оказывают влияние рельеф, состав горных пород, время почвообразования. Определяющими являются климатические условия. В целом направление первичного почвообразования на отвалах соответствует зональному.
Начальные стадии постлитогенного формирования ныне существующих зрелых зональных ненарушенных почв были аналогичны тем, которые проходят при первичном почвообразовании почвы на соответствующих породах.
5. С увеличением времени почвообразования от нуль-момента до 200 лет постепенно растет мощность подстилки (достигая к 200 годам фоновых величин), возрастает мощность гумусового горизонта (хотя он и не достигает фоновых значений), а также усиливается дифференциация почвенного профиля, которая при этом выявляется только чувствительными химическими методами анализа.
6. Для обнаружения характера перемещения веществ по почвенному профилю во времени и выявления степени выраженности этого процесса впервые были использованы одновременно два принципа: монофакторности (сравнение почв близких по всем показателям, кроме изучаемого), а также сравнений и аналогий (сравнение формирующихся и зональных почвенных профилей с определением степени их сходства по коэффициентам дифферециации).
7. В условиях лесной и лесостепной зоны с их промывным и периодически промывным типами водного режима ясно выражено начало формирования элювиальных и иллювиальных горизонтов, что фиксируется по 8-образной форме профильного распределения илистой фракции и фракции физической глины, профильного хода кривой ЕКО, величин рН и т.д. Степень дифференциации профиля, фиксируемая по Кд отдельных показателей, постепенно увеличивается, не •достигая, однако, по Кд фоновых ненарушенных почв.
8. В процессе первоначального развития (онтогенеза) почв наблюдается изменение во времени частных почвенных профилей: гумусового, щелочно-кислотного, текстурного и др. В почвах на всех почвообразующих породах происходит постепенное подкиселение почвенного профиля, особенно в верхней его части, где сосредоточена основная масса органического вещества. Степень подкисления зависит от первоначальной реакции среды почвообразующих пород. С увеличением времени почвообразования достаточно быстро происхо-пи накопление азота, обменного калия и доступных растениям форм Р2О3 в верхнем горизонте, что связано как с биогенным накоплением этих элементов, так и с процессами разрушения минеральных соединений почвы.
9. Групповой состав гумуса, его профильное распределение и соотношение ПС и ФК зависят от видового состава растительных
РОСГНЛЦИОНАЛЬМАЯ( БИБЛИОТЕКА ''] СПтрЭДг 1
0> К» т I
-----•-*'
группировок (под травянистыми, особенно бобовыми, больше образуется гуминовых кислот), в целом же - соответствуют зональным особенностям. На фракционный состав гумуса большое влияние оказывает состав почвообразующих пород. В лесной зоне доля ГК-1 больше на ожелезненных, магнезиальных, песчаных породах и меньше — на карбонатных. В степной зоне на всех породах преобладают ГК фракции 2, что характерно и для зрелых почв.
11. Макромолекулы гуминовых кислот молодых почв, формирующихся на ранних стадиях почвообразования (до 200 лет), в химическом отношении являются менее «зрелыми» (менее конденсированными) по сравнению с фоновыми, что свидетельствует осуществова-нии периода развития в системе гумусовых веществ, не закончившегося к 200 годам почвообразования.
12. В зольном составе подстилок отражаются особенности химического состава почвообразующих пород, а также существует период развития (онтогенеза) в его формировании.
13. В групповом составе железа на разных отвалах доля аморфных форм незначительна, постепенно растет с увеличением времени почвообразования и в монофакторных хронорядах может быть использована для сравнительной оценки почв по возрасту.
14. Обоснована возможность применения методологических подходов и методических приемов при анализе как изменений почв при первичном становлении почвенного профиля, так и исследовании хронорядов почв большего абсолютного возраста (на примере почв, формирующихся на точно датируемых поверхностях археологических памятников возрастом от 400 до 5000 лет).
Список основных работ по теме диссертации Монографии:
1. Махонина Г.И. Химический состав растений на промышленных отвалах Урала. - Свердловск: Изд-во Уральского университета, 1987. - 177 с.
2. Махонина Г.И. (соавтор) Экология и рекультивация техногенных ландшафтов. - Новосибирск: Изд-во Наука. Сиб. отд-ние, 1992. - 305 с.
3. Махонина Г.И., Коркина И.Н. Формирование подзолистых почв на археологических памятниках в Западной Сибири. - Екатеринбург: Академкнига, 2002.-264 с.
4. Махонина Г.И. Экологические аспекты почвообразования техногенных экосистем Урала. - Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2003.-356 с.
Научные статьи:
1. Колесников Б.П., Пикалова Г.М., Махонина Г.И., Чибрик Т.С., Левит С.Я. Рекультивация на Урале // Разработка способов рекультивации ландшафта. - Бургас; Солнечный берег, 1973. - С. 88-93.
2. Махонина Г.И. Состав гумуса почв, образующихся на буроугольных отвалах при естественном зарастании // Проблемы рекультивации земель в СССР. - Новосибирск, 1974. - С. 205-208.
3. Махонина Г.И., Чибрик Т.С. Агрохимическая и геоботаническая характеристика гидроотвалов Челябинского буроугольного бассейна // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1974. - С. 127-137.
4. Махонина Г.И., Чибрик Т.С. Начальные этапы почвообразования на отвалах Кумертаусского буроугольного разреза при естественном зарастании растительностью // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1974. - С. 116-126.
5. Махонина Г.И., Чибрик Т.С. Естественное восстановление и вопросы рекультивации отвалов месторождений огнеупорных глин Южного Урала // Рекультивация земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых: Тез. докл. координ. совещ. - Тарту, 1975. - С. 158-163.
6. Колесников Б.П., Пикалова П.М., Чибрик Т.С, Махонина Г.И., Шилова И.И. Исследования по рекультивации техногенных ландшафтов промышленных отвалов на Урале // Рекультивация ландшафтов, нарушенных промышленной деятельностью. Докл. VI Международ, симпоз. - М., 1976. -С. 17-23.
7. Колесников Б.П., Махонина Г.И., Чибрик Т.С. Естественное формирование почвенного и растительного покровов и вопросы рекультивации Челябинского угольного бассейна // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1976.-С. 70-123. .
8. Колесников Б.П., Пикалова П.М., Чибрик Т.С, Махонина Г.И. Исследования по рекультивации промышленных отвалов на Урале в девятой пятилетке // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1976. - С. 3-9.
9. Махонина Г.И. Первичные стадии почвообразования на промышленных отвалах Урала// Освоение нарушенных земель. - М., 1976. - С. 44-56.
10. Махонина Г.И. Химический состав растений, выросших на промышленных отвалах Урала // Материалы по экологии и физиологии растений уральской флоры. - Свердловск, 1976. - С. 140-146.
11. Колесников Б.П., Махонина Г.И., Чибрик Т.С Естественное формирование почвенного и растительного покровов на отвалах Челябинского бу-роугольного бассейна // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1976. -С. 70-122.
12. Махонина Г.И., Чибрик Т.С, Ужегова И.А. Процессы естественного восстановления почвенного и растительного покрова на отвалах Магнитогорского железорудного месторождения // Освоения нарушенных земель. - М., 1976.-С. 27-43.
13. Махонина Г.И., Чибрик Т.С., Ужегова И.А Процессы естественного восстановления почвенного и растительного покровов на отвалах Аккерма-новского железорудного месторождения: (Степная зона Зауралья) // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1976. -'Вып. 4. - С. 132-143.
14. Махонина Г.И., Стецюра НА К вопросу о методах определения подвижных форм фосфора в золе отвалов тепловых электростанций Урала // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1976. - С. 47-55.
15. Махонина Г.И. Начальные процессы почвообразования на промышленных отвалах Урала // Размещение производительных сил Урала. Межвуз. сб. - Свердловск, 1977. - С. 86-90.
16. Махонина Г.И., Чибрик Т.С. К характеристике начальных этапов почвообразования при естественном зарастании отвалов Веселовского буро-угольного месторождения // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1978.-С.72-83.
17. Махонина Г.И., Чибрик Т.С. Агрохимическая и геоботаническая характеристика терриконов угольных шахт Урала // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1978. Вып. 5. - С. 93-125.
18. Махонина Г.И. Начальные процессы почвообразования на отвалах Баженовского месторождения асбеста при их самозарастании // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1979. - С. 82-101.
19. Махонина Г.И. Начальные процессы почвообразования на породных отвалах Липовского месторождения никеля // Почвообразование и техногенных ландшафтах. - Новосибирск, 1979. - С. 123-139.
20. Махонина Г.И., Ахметьянова Л.Т. Минеральный состав растений, выросших на золоотвалах тепловых электростанций Урала // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1979. - Вып. 6. - С. 73-81.
21. Махонина Г.И. Начальные процессы почвообразования на отвалах Верхнеуфалейского никелевого месторождения // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1980. - С. 101-110.
22. Махонина Г.И., Галкина Л.М. Химический состав растений выросших на промышленных отвалах трех железорудных месторождений Урала // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1980. - С. 116-130.
23. Махонина Г.И. Химический состав травянистых растений на отвалах железорудных месторождений Урала // Почвообразование в антропогенных условиях. - Свердловск, 1981. - С. 47-59.
24. Ужегова И.А., Махонина Г.И. Начальные процессы почвообразования на отвалах Полуночного и Высокогорского железорудных месторождений // Почвообразование в антропогенных условиях. - Свердловск, 1981. - С. 60-70.
25. Махонина Г.И., Ужегова И.А., Катаева В.Н. Формирование растительного и почвенного покровов на отвалах Самского и Галкинского месторождений бурых железняков // Биогеоценологические исследования на Урале. - Свердловск, 1982.-С. 152-170.
26. Ужегова И.А., Махонина Г.И. Особенности накопления гумуса и азота на отвалах железорудных месторождений в разных почвенно-климатических зонах Урала // Биогеоценологические исследования на Урале. -Свердловск, 1982.-С. 171-186.
27. Ужегова И.А., Махонина Г.И. Накопление гумуса на отвалах железорудных месторождений Урала // Охрана окружающей среды в районах с интенсивно развивающейся промышленностью: Тез. докл. Всесоюз. конф. -Кемерово, 1982.-С. 69-70.
28. Ужегова И.А., Махонина Г.И. Валовой состав почв, формирующихся на отвалах железорудных месторождений Урала // Рекультивация земель в СССР: Тез. докл. Всесоюз.науч.-техн. конф. - Москва, сент. 1982: В 2 т. - М., 1982. Т. 2.-С. 73-75.
29. Ужегова И.А., Махонина Г.И. Начальные процессы почвообразования на отвалах Первоуральского месторождения железных руд // Почвоведение. 1984.№ п.-С. 14-21.
30. Махонина Г.И. Азотфиксация как диагностический показатель биологического состояния молодых почв техногенных экосистем Урала // Микробиоценозы почв при антропогенном воздействии. - Новосибирск, 1985. — С. 21-28.
31. Махонина Г.И. Химический состав кормовых трав на рекультивированных отвалах Веселовско-Богословского буроугольного месторождения // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1985. - С. 81-91.
32. Махонина Г.И., Данилов В.Н., Еремкина Т.В., Исмуханова Г.Н., Сек-ретова Н.Н. Биологическая активность пород на рекультивированных отвалах Веселовско-Богословского буроугольного месторождения и золоотвала Верхне-Тагильской ГРЭС // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1985.-С. 70-80.
33. Махонина Г.И., Ефремова Н.С. Химический состав растений на отвалах Кизеловского угольного месторождения // Структура и динамика биогеоценозов Урала. - Свердловск, 1985.-С. 132-143.
34. Махонина Г.И., Ужегова И.А. Восстановление растительного и почвенного покрова на промышленных отвалах // Биологические проблемы Севера: Тез. докл. XI Всесоюз. симпоз. -Якутск, 1986. - С. 93-94.
35. Махонина Г.И. Тяжелые металлы и биологическая рекультивация промышленных отвалов Урала // Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы: Тез. докл. 2-й Всесоюз. конф. -М., 1987. - С. 122-123. -
36. Махонина Г.И. Почвообразование в техногенных ландшафтах Урала // Экологическая кооперация: Информ. бюл. по пробл. III: «Охрана экосистем (биогеоценозов) и ландшафта». - Братислава, 1989. - Вып. 3-4. - С. 73.
37. Махонина Г.И. Фосфатное состояние молодых почв на промышленных отвалах Урала // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1989. -С. 81-86.
38. Махонина Г.И. Почвообразование в техногенных ландшафтах Урала // Разработка способов рекультивации ландшафтов, нарушенных промышленной деятельностью: Сб. докл. науч. семинара в рамках темы III: 3. СЭВ. -Конин, 1989.-С. 161-176.
39. Махонина Г.И., Чибрик Т.С., Левит С.Я, Пасынкова М.В., Терехова Э.Б., Пикалова Г.М., Шилова И.И. Основные итоги и задачи биологической рекультивации нарушенных земель на Урале // Тез.докл. VIII Всесоюз. Съезда почвоведов, Новосибирск, 14-18 авг. 1989 г. - Новосибирск, 1989. - Кн. 6. -С. 190-195.
40. Махонина Г.И. Скорость гумусонакопления на самозарастающих отвалах Урала // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1990. - С. 22-33.
41. Махонина Г.И., Тихомирова Е.Б. Азот в почвах техногенных экосистем Урала // Растения и промышленная среда. - Свердловск, 1990. - С. 3444.
42. Махонина Г.И. Формирование системы гумусовых веществ у молодых почв техногенных экосистем Урала // Растения и промышленная среда. -Екатеринбург, 1992. - С. 101 -111.
43. Махонина Г.И., Аверьянова Л.И. Катионообменная способность молодых почв в техногенных ландшафтах Урала // Растения и промышленная среда. - Екатеринбург, 1992. - С. 112-119.
44. Махонина Г.И. К вопросу о восстановлении почвенного покрова на оборонительных сооружениях древних городищ // Экологические проблемы земледелия Среднего Урала. - Екатеринбург, 1995. - С. 88-98.
45. Махонина Г.И. Почвообразование в техногенных экосистемах Урала // Биологическая рекультивация нарушенных земель: Тез. докл. Междунар. совещ., 26-29 авг. 1996 г. - Екатеринбург, 1996. - С. 103-104.
46. Махонина Г.И. Оценка особенностей элементного химического состава растительности в техногенных ландшафтах Урала // Биологическая рекультивация нарушенных земель: Тез. докл. Междунар. совещ., 26-29 авг. 1996.-Екатеринбург, 1996.-С. 102-103.
47. Махонина Г.И. Почвы // Культура зауральских скотоводов на рубеже эр: Гаевский могильник Саргатской общности: Антропологическое исследование-Екатеринбург, 1997. - С. 126-129.
48. Махонина Г.И. Почвообразование в антропогенно-преобразованных ландшафтах Западной Сибири // Проблемы антропогенного почвообразования: Тез. докл. Междунар. конф., 16-21 июня 1997. - М., 1997. - С. 125-127.
49. Махонина Г.И. Почвообразование в техногенных экосистемах Урала // Проблемы антропогенного почвообразования: Тез. докл. Междунар. конф., 16-21 июня 1997 г.-М., 1997.-С. 284-287.
50. Махонина Г.И. Почвы на Гаевских курганах // Экологические исследования на Урале. - Екатеринбург, 1997. - С. 56-63.
51. Махонина Г Л. Формирование и состав лесных подстилок сосняков на промышленных отвалах южной тайги Урала // Экологические исследования на Урале. - Екатеринбург, 1997. - С. 45-55.
52. Чибрик Т.С., Махонина Г.И., Радченко Т.А., Лукина Н.В., Филимонова Б.И., Глазырина М.А., Пасынкова М.В. Экологические основы и методы создания устойчивых и продуктивных биогеоценозов (экосистем) на нарушенных промышлешюстью землях // Результаты научных работ, полученные за 2001 год. Аннотационные отчеты. Региональный конкурс. - РФФИ «Урал-2001»,-С. 242-244.
53. Махонина ГЛ., Корюша ИЛ. Скорость восстановления почвенного покрова на антропогенно-нарушенных землях (на примере археологических памятников Западной Сибири). - Экология, 2001. -№ 1. - С. 14-19.
54. Чибрик Т.С., Махонина Г.И, Радченко Т.АЛукина М.В., Филимонова Е.И., Глазырина М.А. Экологические основы и методы создания устойчивых и продуктивных биогеоценозов (экосистем) на нарушенных промышленностью землях // Результаты научных работ, полученные за 2002 год. Аннотационные отчеты. Региональный конкурс - РФФИ «Урал» Свердловская область, г С. 380-382.
55. Махонина Г.И., Корки на И.Н. Развитие подзолистых почв на археологических памятниках в подзоне средней тайги Западной Сибири // Почвоведение, 2002. - № 8. - С. 917-928.
5 6. Махоннна Г.И. Почвы на археологических памятниках Барсовой горы // Барсова гора. - Сургут, 2002. - С 152-158.
57. Махонина Г.И. Экологические аспекты почвообразования в техногенных экосистемах Урала // Известия Уральского госуниверситета.—Екатеринбург, 2002. - № 23. - С. 145-153.
58. Махонина ГЛ. Свойства пород промышленных отвалов Урала и их пригодность для биологической рекультивации // Биологическая рекультивация нарушенных земель. Материалы Международного совещания. Екатеринбург, 3-7 июня 2002. - Екатеринбург, УрО РАН, 2003. - С. 311-323.
5 9. Махонина Г Л. Оценка пригодности пород отвалов разных месторождений Урала для биологической рекультивации // Экологические проблемы промышленных регионов. Материалы Международной конференции. - Екатеринбург, 2003.- С. 90.
Подписано к печати 24.022004 Объем 2,5 пл.
Заказ 34
Отпечатано на полиграфическом участке издательского отдела Института катализа иы. Г.К. Борескова СО РАН 630090, Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева,5
0- 46 0 7
Содержание диссертации, доктора биологических наук, Махонина, Галина Ивановна
ВВЕДЕНИЕ.
Актуальность темы.
Цель работы.
Задачи исследований.
Объекты исследований.
Научная новизна.
Вклад автора.
Защищаемые положения.
Теоретическая и практическая значимость работы.
Публикация и апробация работы.
Глава 1. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
Глава 2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК РАЙОНОВ РАБОТ.
Глава 3. СВОЙСТВА ПОРОД ОТВАЛОВ И ИХ ПРИГОДНОСТЬ ДЛЯ
БИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ.
3.1. Физико-химические свойства.
3.2. Валовой состав мелкозема пород в отвалах.
3.3. Особенности микроэлементного состава мелкозема пород в отвалах
Глава 4. ПОЧВЫ И ВРЕМЯ.
Глава 5. ФОРМИРОВАНИЕ ФИТОЦЕНОЗОВ.
Глава 6. ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ НА САМОЗАРАСТАЮЩИХ ОТВАЛАХ
6.1. Морфология почв.
6.2. Физические свойства почв.
Плотность твердой фазы и скелета почв.
Гранулометрический состав.
Магнитная восприимчивость почв.
6.3. Гумусное состояние почв.
Гумусонакопление.
Профильное распределение гумуса.
Групповой состав гумуса.
Фракционный состав гумуса.
Оптические плотности гуминовых кислот.
6.4. Азотное состояние почв.
6.5. Фосфатное состояние почв.
6.6. Щелочно-кислотные условия почвообразования.
6.7. Катионообменная способность почв.
6.8. Валовой состав минеральной части почв.
6.9. Групповой состав железа в почвах.
Глава 7. КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ РАЗНОВОЗРАСТНЫХ ПОЧВ В
ПЕРИОД ОНТОГЕНЕЗА.
ВЫВОДЫ.
Введение Диссертация по биологии, на тему "Начальные процессы почвообразования в техногенных экосистемах Урала"
Актуальность темы.
Прошедший век характеризовался особенно интенсивным и разнообразным воздействием на природные экосистемы. Экологические последствия таких воздействий привели к необходимости обратить особое внимание на охрану природы и разработку специальных научно-обоснованных мероприятий по восстановлению разрушенных ландшафтов. Особенно значительные нарушения земельных ресурсов, вплоть до полного уничтожения почв на значительных площадях, наблюдаются в районах горнодобывающей промышленности, к которым относится Урал, особенно там, где преобладает карьерный способ добычи полезных ископаемых. Это требует разработки комплекса мер по возвращению в пригодном для использования виде земель отработанных территорий. Поэтому биологическая рекультивация таких земель является весьма актуальной проблемой. На Урале длительное время промышленные отвалы рекультивирующему воздействию не подвергались и на них шли процессы естественного восстановления биоценозов и почв. Состояние биоценозов на самозарастающих отвалах дает ценную информацию о пригодности пород для биологической рекультивации, может способствовать выбору направления рекультивации и составлению прогнозов скорости восстановления биоценозов и почв для вновь разрабатываемых месторождений.
Основу теоретического почвоведения составляет положение о переходе любой горной породы в почвенное тело под естественным воздействием на нее основных факторов почвообразования (ФП): климата, живых организмов, рельефа и времени. Несмотря на имеющийся огромный материал, характеризующий разные типы почв, роль времени в формировании их изучена явно недостаточно, что отмечают все исследователи. Имеющиеся периодизации биологической рекультивации.
Задачи исследований.
Изучить основные свойства пород техногенных экосистем Урала, выявить зависимость характеристик почв от их химического состава и оценить их пригодность для биологической рекультивации.
Определить макро- и микроэлементный состав травянистых растений естественно восстанавливающихся биогеоценозов на отвалах разных месторождений и провести их экологическую экспертизу.
Исследовать состав и свойства формирующихся почв разного возраста и выявить динамику начальных процессов почвообразования с учетом состояния растительного покрова на разных почвообразующих породах в лесной, лесостепной и степной зонах Урала.
Обосновать концептуальную модель первоначального формирования и развития почв на породах разного химического состава в техногенных экосистемах основных природных зон Урала.
Объекты исследований:
Почвы, формирующиеся на естественно зарастающих разновозрастных отвалах разного химического состава 70 месторождений, расположенных в таежной, лесостепной и степной зонах Урала.
Научная новизна.
Впервые на основе единых методических и методологических подходов дан детальный анализ педогенеза в течение первых 200 лет на разных по составу жизни почвы (Захаров, 1931; Герасимов, 1956; Таргульян, 1982; Зоны, 1987, Иенни, 1948; и др.) не подкреплены четкими количественными критериями из-за сложности почвы как природного объекта и недостатка фактических материалов. Необходимость дальнейшей разработки этой проблемы на фактологической основе другого уровня, очевидна.
Разновозрастные самозарастающие промышленные отвалы являются очень удобными объектами для изучения динамики формирования современных биогеоценозов, а также первоначального периода развития (онтогенеза) почв. Почвы на датированных отвалах горных пород, разных элементов рельефа, возраста, типов растительности и нахождения их в разных климатических условиях позволяют вычленить влияние каждого ФП при близости других (правило монофакторности), что очень редко можно найти в природных условиях. Такой подход может служить основой для развития учения об экологии почв как самостоятельного раздела почвоведения в понимании И.А. Соколова (1993).
Добыча полезных ископаемых на Урале началась очень давно и поэтому исследования почв на отвалах разновозрастных древних рудников, используя хроноряды почв от настоящего времени до нескольких тысячелетий назад, позволит выявлять скорость восстановления почвенного покрова и закономерности его развития в техногенных экосистемах. В этом контексте познание первоначальных процессов формирования и развития (онтогенеза) почв на нарушенных землях может рассматриваться как самостоятельное направление в почвоведении, разрабатывающее проблему становления и эволюции почв.
Цель работы.
Разработать и обосновать концепцию первичного почвообразования и развития (онтогенеза) почв на породах разного состава в техногенных экосистемах основных природных зон Урала и оценить их пригодность для породах в техногенных экосистемах лесных, лесостепных и степных условий Урала.
Впервые на примере Урала показана обогащенность пород в отвалах 70 разных месторождений добываемыми макро- и микроэлементами и их геохимическими спутниками, приводящая к значительному (выше ПДК) накоплению таких элементов в травянистых растениях, что необходимо учитывать при составлении рекомендации для выбора способов биологической рекультивации и использования растительной продукции.
Впервые выявлены закономерности начального развития горизонтов в почвах, формирующихся на разных почвообразующих породах в условиях таежной, лесостепной и степной зонах Урала.
Для количественного вычленения влияния времени почвообразования на развитие почв в онтогенезе впервые использован коэффициент дифференциации
Кд).
Установлено, что в первые 200 лет формирования почвенного профиля в техногенных экосистемах почвы проходят стадию внутреннего развития (эмбриогенеза), когда легко фиксируемые аналитическими методами незначительные количественные изменения еще не перешли в качественные, заметные в морфологическом облике почв (кроме горизонта Ао и небольшой мощности горизонта А).
Выявлено, что характер изменений в профиле почв соответствует зональной направленности почвообразования, а начальные стадии онтогенеза для ныне экспонированных моногенетичных зрелых зональных типов почв на соответствующих породах были подобными.
Показано, что формирующиеся почвы (эмбриоземы) отличаются от фоновых не только меньшими запасами гумуса, но и менее «зрелыми» в химическом отношении (менее конденсированными) по сравнению с фоновыми гуминовыми кислотами, что свидетельствует о существовании периода развития в системе гумусовых веществ.
Выявлено, что даже при одинаковой мощности подстилок в развивающихся и фоновых почвах, зольный состав подстилок в первых отличается меньшим содержанием биофильных элементов, что также может свидетельствовать о незаконченности периода развития в формировании важнейшего органогенного горизонта к 200 годам.
Впервые показана динамика формирования в онтогенезе частных почвенных профилей: гумусового, щелочно-кислотного, текстурного и др., а также обоснована возможность применения их при исследовании более старых почв (на поверхностях археологических памятников возрастом от 400 до 5000 лет).
Вклад автора.
Автору принадлежат постановка проблемы, идея использования самозарастающих разновозрастных отвалов для изучения периода развития (онтогенеза) почв на разных породах и в разных климатических условиях Урала, обоснование необходимости макро- и микроэлементной оценки состава горных пород в отвалах и в растениях с целью проведения биологической рекультивации, разработка программ исследований, обобщение полученных материалов и обоснование выводов, а также разработка и обоснование концепции первоначального формирования и развития почв в техногенных экосистемах.
Защищаемые положения.
1. Процессы превращения пород отвалов в почвенное тело в течение первых 200 лет почвообразования фиксируются в основном аналитическими методами, поскольку время формирования педогенных признаков меньше, чем характерное время (ХВ) образования почвенных горизонтов.
Публикации и апробация работы.
По теме исследования опубликовано 82 работы, из них 4 монографии, в том числе — одна коллективная. Результаты исследований докладывались на Всесоюзных (Всероссийских) и Международных конференциях и симпозиумах, посвященных проблемам освоения и рекультивации нарушенных земель, охраны окружающей среды, антропогенного почвообразования, в том числе: Бургас, Солнечный берег, 1983; Уфа, 1973; Новосибирск, 1974; Донецк, 1975; Свердловск, 1975; Тарту, 1975; Москва, 1976; Свердловск, 1976; Киев, 1976; Москва, 1977; Москва, 1978; Новосибирск, 1979; Кемерово, 1982; Москва, 1982; Свердловск, 1983; Новосибирск, 1985; Якутск, 1986; Москва, 1987; Свердловск, 1988; Новосибирск, 1989; СЭВ, Конин (Польша), 1989; Братислава, 1989; Донецк, 1990; Киев, 1990; Днепропетровск, 1990; Казань, 1991; Москва, 1997; Екатеринбург, 1993, 1996, 1998, 2000, 2001, 2002, 2003.
Идея изучения промышленных отвалов Урала для проведения биологической рекультивации разрабатывалась В.В. Тарчевским (1959, 1964) совместно с сотрудниками лаборатории промышленной ботаники УрГУ. Нами была продолжена эта работа, а также начаты исследования начального развития (онтогенеза) почв под руководством чл-корр. АН СССР Б.П. Колесникова, которому автор благодарен за то неустанное внимание и содействие, которое он оказывал. Динамика формирования фитоценозов на отвалах обследованных месторождений изучалась Т.С. Чибрик в совместных с нами работах. Автор искренне благодарит Тамару Семеновну за многолетнее сотрудничество, увлеченность изучением техногенных экосистем и постоянную поддержку. Работа выполнялась с 1971 по 2002 год на кафедре экологии УрГУ, всем сотрудникам которой, а также сотрудникам лаборатории промышленной
2. Соотношения элементов в горизонтах вымывания и вмывания, определяемые по коэффициентам дифференциации (Кд), позволяют решать проблемы, связанные с дифференциацией почвенного профиля на генетические горизонты, фиксировать стадии развития почв во времени и степень приближения их к таковым у зрелых почв.
3. Почвы на отвалах разных месторождений, отличаясь повышенным содержанием добываемых химических элементов и их геохимических спутников, существенно влияют на химический состав растений, накапливаясь в них выше ПДК, вследствие чего на этих почвах следует выращивать растения, не идущие в пищу домашним животным и человеку, то есть технические культуры.
Теоретическая и практическая значимость работы.
Концептуальная модель первоначального формирования и развития (онтогенеза) почв на нарушенных землях развивает представление о начальных стадиях постлитогенного почвообразования и вносит существенный вклад в проблему становления и эволюции почв.
Полученные материалы и выводы могут быть использованы при разработке рекомендаций для проведения биологической рекультивации отвалов разных типов месторождений, а также будут способствовать составлению прогнозов поведения отработанных территорий с целью планирования и освоения месторождений.
Теоретические и практические разработки автора могут использоваться при чтении лекций по генезису, эволюции, охране и рекультивации почв в Вузах соответствующего профиля. ботаники автор признателен за постоянную помощь и понимание. Особую благодарность хотелось бы выразить всем студентам, принимавшим участие в экспедиционных и лабораторных исследованиях и выполнявших под руководством автора дипломные работы.
Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Махонина, Галина Ивановна
ВЫВОДЫ
1. Разработана концепция развития почвенного профиля и изменения его во времени в первые 200 лет почвообразования на породах разного химического состава в техногенных экосистемах на примере лесных, лесостепных и степных условий Урала.
2. Особенностью пород в отвалах разрабатываемых месторождений на Урале является их очень сильная каменистость, делающая отвалы малопригодными по физическим свойствам для сельскохозяйственного использования и обогащен-ность пород добываемыми химическими элементами и их геохимическими спутниками. Повышенные количества элементов и особенно тяжелых металлов приводят к избыточному накоплению их растениями (выше ПДК), что делает растения не пригодными по санитарно-гигиеническим нормам для использования домашними животными и человеком. В связи с этим при биологической рекультивации на отвалах рационально выращивать лишь технические культуры.
3. Проявление всех процессов почвообразования выявляется только по признакам педогенеза, которые, как правило, морфологически не выражены или выражены слабо, но четко фиксируются аналитически.
4. С поселением живых организмов на отвалах начинается постепенное формирование почвенного покрова, особенности которого определяются видовым составом растений, мозаичностью их распределения, возрастом, стадией развития фитоценозов. Так же как и в ненарушенных почвах, на состояние почвенного покрова оказывают влияние рельеф, состав горных пород, время почвообразования. Определяющими являются климатические условия. В целом направление первичного почвообразования на отвалах соответствует зональному. Начальные стадии постлитогенного формирования ныне существующих зрелых зональных ненарушенных почв были аналогичны тем, которые проходят при первичном почвообразовании почвы на соответствующих породах.
5. С увеличением времени почвообразования от нуль-момента до 200 лет постепенно растет мощность подстилки (достигая к 200 годам фоновых величин), возрастает мощность гумусового горизонта (хотя он и не достигает фоновых значений), а также усиливается дифференциация почвенного профиля, которая при этом выявляется только чувствительными химическими методами анализа.
6. Для обнаружения характера перемещения веществ по почвенному профилю во времени и выявления степени выраженности этого процесса впервые были использованы одновременно два принципа: монофакторности (сравнение почв близких по всем показателям, кроме изучаемого), а также сравнений и аналогий (сравнение формирующихся и зональных почвенных профилей с определением степени их сходства по коэффициентам дифферециации).
7. В условиях лесной и лесостепной зоны с их промывным и периодически промывным типами водного режима ясно выражено начало формирования элювиальных и иллювиальных горизонтов, что фиксируется по S-образной форме профильного распределения илистой фракции и фракции физической глины, профильного хода кривой ЕКО, величин рН и т.д. Степень дифференциации профиля, фиксируемая по Кд отдельных показателей, постепенно увеличивается, не достигая, однако, по Кд фоновых ненарушенных почв.
8. В процессе первоначального развития (онтогенеза) почв наблюдается изменение во времени частных почвенных профилей: гумусового, щелочно-кислотного, текстурного и др. В почвах на всех почвообразующих породах происходит постепенное подкиселение почвенного профиля, особенно в верхней его части, где сосредоточена основная масса органического вещества. Степень подкисления зависит от первоначальной реакции среды почвообразующих пород. С увеличением времени почвообразования достаточно быстро происходит накопление азота, обменного калия и доступных растениям форм Р205 в верхнем горизонте, что связано как с биогенным накоплением этих элементов, так и с процессами разрушения минеральных соединений почвы.
9. Групповой состав гумуса, его профильное распределение и соотношение ГК и ФК зависят от группового состава растительных группировок (под травянистыми, особенно бобовыми, больше образуется гуминовых кислот), в целом же — соответствуют зональным особенностям. На фракционный состав гумуса большое влияние оказывает состав почвообразуюших пород. В лесной зоне доля ГК-1 больше на ожелезненных, магнезиальных, песчаных породах и меньше — на карбонатных. В степной зоне на всех породах преобладают ГК фракции 2, что характерно и для зрелых почв.
11. Макромолекулы гуминовых кислот молодых почв, формирующихся на ранних стадиях почвообразования (до 200 лет), в химическом отношении являются менее «зрелыми» (менее конденсированными) по сравнению с фоновыми, что свидетельствует о существовании периода развития в системе гумусовых веществ, не закончившегося к 200 годам почвообразования.
12. В зольном составе подстилок отражаются особенности химического состава почвообразуюших пород, а также существует период развития (онтогенеза) в его формировании.
13. В групповом составе железа на разных отвалах доля аморфных форм незначительна, постепенно растет с увеличением времени почвообразования и в монофакторных хронорядах может быть использована для сравнительной оценки почв по возрасту.
14. Обоснована возможность применения методологических подходов и методических приемов при анализе как изменений почв при первичном становлении почвенного профиля, так и исследовании хронорядов почв большего абсолютного возраста (на примере почв, формирующихся на точно датируемых поверхностях археологических памятников возрастом от 400 до 5000 лет).
Включения
В качестве включений в почвах отвалов встречаются остатки техногенной деятельности человека (проволока, куски тросов, цемента, иногда бытовой мусор и т. п.).
Новообразования
Новообразования — морфологически оформленные скопления каких-либо веществ, являющихся следствием того или иного типа почвообразования (Розанов, 1983).
На начальных стадиях почвообразования новообразования выделить трудно. К ним условно можно отнести слабые налеты гумусовых веществ на поверхности структурных отдельностей и иногда встречаемые налеты карбонатной плесени в гумусовых горизонтах карбонатных почв.
При изучении почв, развивающихся на отвалах железорудных месторождений, в профилях встречаются ржавые, охристые и красные пятна, объясняемые повышенным содержанием железа в мелкоземе почв, но отделить их в качестве новообразований от наследуемых в почвообразующей породе трудно.
Более крупные новообразования (корочки, прожилки, трубочки, конкреции, прослойки) в 0-200-летних исследуемых нами почвах не обнаружены.
Живая фаза почв. Распределение корневых систем
На начальных стадиях зарастания отвалов, как уже указывалось, можно выделить отдельные стадии формирования фитоценозов. На стадиях пионерной и простой группировок в видовом составе преобладают по массе однолетние и малолетние растения преимущественно со стержневой корневой системой. Отмирающие корни не дают большой биомассы, к тому же распределены они в основном в слое 0-20 см. Надземная часть растений при отмирании легко отламывается у корневой шейки и переносится ветром до встреченной преграды.
С увеличением времени самозарастания в составе растительных сообществ усиливается роль многолетних видов. Особенно важны виды с мочковатой корневой системой, наибольшая биомасса которых сосредоточена в основном в верхних 10 см, что приводит к более быстрому накоплению органических остатков в самом верхнем слое почв. С ростом древесных пород на поверхности почв постепенно формируется слой подстилки, что также усиливает гумусообразование. И, несмотря на достаточно солидный возраст почв (100-200 лет) и проникновение единичных корней до глубины 80-90 см, в целом гумусовый горизонт выделяется по цвету в поверхностном слое минеральной массы и имеет небольшую мощность (5-6 см). Именно в нем и в под-горизонте АоЗ сосредоточена основная масса мелких корешков, являющихся основным источником образования гумусовых веществ.
Таким образом, на промышленных отвалах на первых стадиях своего образования (в пределах 0-200 лет) сформированы сильнокаменистые почвы, имеющие слабовыраженные горизонты. Морфологически заметен горизонт Ао и гумусовый горизонт А, небольшой мощности (0,5-5 см). Граница перехода в нижележащий горизонт В - резкая и ровная.
В соответствии с периодизацией жизни почвы по С. А. Захарову (1931), основанной на образовании и развитии гумусового горизонта А и переходного горизонта В, изучаемые нами 0-200-летние почвы находятся на первой стадии развития (образование небольшой мощности горизонта А), а более старые - на второй стадии (увеличение мощности горизонта А и переходного горизонта В, обнаруживаемого нами лишь химическими методами). Однако, в связи с тем, что в полевых условиях выделение переходного горизонта В очень затруднено, а мощность гумусового горизонта А невелика (не больше 6-7 см), в целом можно считать, что 0-200-летние почвы находятся еще на первой стадии развития.
По Б. Г. Розанову (1983), почвы с таким строением профиля относятся к группе простых ик типу примитивных. В зарубежных классификациях такие почвы называют литосолями или per о'солям и.
6.2. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВ
Каждая почва является четырехфазной системой (твердая фаза, почвенные растворы, почвенный воздух и живое веществ). Основой ее является твердая фаза, каркас почвы, имеющий определенные физические свойства, наследуемые от почвообразующсй породы
Изменение этих свойств будет характеризовать особенности водно-воздушного режима почв, условия жизни и питания растений, направление процессов почвообразования.
Нами изучались некоторые физические свойства молодых почв, формирующихся на самозарастающих разновозрастных промышленных отвалах (гранулометрический состав, плотность твердой и скелетной части почв, магнитная восприимчивость.
Плотность твердой фазы и скелета почв
Плотность твердой фазы почвы и плотность скелета почвы (или, иначе, удельный вес и объемный вес) относятся к основным общим физическим свойствам почвы. От этих величин зависят ряд физических и химических характеристик почв.
Известно, что плотность твердой фазы почвы слагается из плотностей всех ее твердых компонентов и поэтому зависит от минералогического состава, содержания органических веществ и их соотношений. На начальных стадиях почвообразования на отвалах плотность твердой фазы молодых почв в первую очередь будет зависеть от состава входящих в неё минералов, так как содержание органических веществ еще незначительно. Плотность твердой фазы минералов, наиболее часто встречающихся в зональных почвах, колеблется в пределах 2,4-2,8 г/см3. Реже встречаются минералы, плотность которых больше 3 (3-5 г/см3). К ним относятся слюды (биотит, мусковит), роговые обманки (3,1-3,6 г/см3), эпидоты (3,4 г/см3), гетит (4-4,4 г/см3), гематит (5-5,3 г/см3), лимонит (3,3-4,0 г/см3), т. е. те минералы, в состав которых входит железо (Шлеймович, 1973; Вадюнина, Корчагина, 1986 и др.).
В горных породах отвалов железорудных месторождений остается еще много железа, в 2-4 раза больше его кларка, поэтому и плотность твердой фазы мелкозема близка к 3 г/см3 (2,8-3,0) и превышает ее, например, на отвалах забалансовых руд (3,50 г/см3). К этой же группе отвалов относятся отвалы железоникелевых и медных месторождений. В то же время и на указанных отвалах, там, где были отсыпаны только вскрышные породы, плотность твердой фазы может находиться в пределах 2,4-2,8 г/см3. Соответствуют средним значениям плотности породы в отвалах нерудных месторождений. Таким образом, почвы на отвалах рудных месторождений часто формируются на более тяжелых по плотности породах. В таблице 6.1 приведены соответствующие примеры.
Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Махонина, Галина Ивановна, Екатеринбург
1. Агроклиматическая характеристика почв СССР: (Районы Урала). М.: Наука, 1964. 327 с.
2. Агроклиматический справочник по Свердловской области. JT.: Гидроме-теоиздат, 1962. 196 с.
3. Акимцев В. В. Исторические почвы Каменец-Подольской крепости: Тр. II Конгресса почв. 1930. Т. 5. С. 132-140; То же. 1932.
4. Акулов А. А. Флора, растительность и сукцессиопные процессы на породных отвалах угольных шахт Подмосковья: Автореф. дис. . канд. биол. наук. Днепропетровск, 1989. 16 с.
5. Александрова Л. Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука, 1980. 287 с.
6. Александровский А. Л. Методические подходы при изучении истории почв // Общие методы изучения истории современных экосистем. М., 1979. С. 142-161.
7. Александровский А. Л. Педогенез па датированных поверхностях: скорости ЭПП // История развития почв СССР в голоцене: Тез. докл. Всесоюз. конф. Пущино, 1984. С. 54-56.
8. Александровский А. Л. Эволюция почв Восточно-Европейской равнины в голоцене. М., 1983. 150 с.
9. Амирадзе В. И., Долидзе Д. А. Некоторые результаты исследования агрофизических свойств почв техногенных ландшафтов Грузии // Рекультивация земель в СССР. М., 1982. С. 75-76.
10. Андроханов В. А. Восстановление гумусного состояния техноземов при длительном мелиоративном воздействии многолетних трав // Проблемы антропогенного почвообразования. Т. 1 / Почв, ин-т им. В. В. Докучаева. М., 1997. С. 258-260.
11. Арманд А. Д., Таргульян В. О. Некоторые принципиальные ограничения эксперимента и моделирования в географии: Принцип дополнительности и характерное время // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1974. № 5. С. 129-137.
12. Лханов Ж. У., Козыбаева Ф. Е. Почвообразование в антропогенно-техногенных условиях Казахстана // Проблемы антропогенного почвообразования. Т. 1 / Почвенный институт им. В. В. Докучаева, М., 1997. С. 263-266.
13. Бакланов В. И. Исследования по озеленению отвалов (терриконов) шахт и обогатителЕ>ных фабрик Донбасса: Автореф. дис. . канд. биол. наук. Донецк, 1971. 27 с.
14. Баранник Л. П. Биоэкологические принципы лесной рекультивации. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1988. 85 с.
15. Баранник Л. П. Эколого-биологические основы лесной рекультивации техногенных земель Кузбасса: Автореф. дис. . докт. биол. наук, 1992. 33 с.
16. Баранник Л. П., Кандрашин Е. Р. Лесовозобновление на породных отвалах угольных разрезов Южного Кузбасса // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1979. С. 172-179.
17. Бейсеева Г. Б. Биологическая рекультивация лессовидных пород Южного Казахстана: Автореф. дис. . канд. с.-х. наук. Ташкент, 1990. 20 с.
18. Бекаревич II. Е. и др. О рекультивации земель в степи Украины. Днепропетровск: Промине, 1971. 220 с.
19. Бекаревич Н. Е., Масюк Н. Т. Изучение растительности и образующихся почв на разновозрастных отвалах в Никопольском марганцеворудном бассейне // Симпозиум по вопросам рекультивации нарушенных промышленностью территорий. Ч. 2. Лейпциг, 1970. С. 297-302.
20. Бекаревич II. Е., Масюк II. Т., Сидорович Л. П. К вопросу о плодородии почв и пород // Освоение нарушенных земель. М.: Наука, 1976. С. 5-26.
21. Бельчикова II. П., Кононова М. М. Электронные спектры поглощения гумусовых веществ почвы // Органическое вещество целинных и освоенных почв. М.: Наука, 1972. С. 256-259.
22. Бендер Я. Почвообразование на отвальных породах в аспекте современных достижений в рекультивации // Там же. С. 1-21.
23. Бендер Я., Василевски С. Дифференциация некоторых свойств отвального грунта после 20-летней сельскохозяйственной рекультивации //Там же. С. 22-31.
24. Бермаи Д. И., Трофимов С. С. К определению понятий о почве и ее плодородии // Проблемы рекультивации земель в СССР. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1974. С. 25-30.
25. Богатырев К. П., Ногина И. А. Почвы горного Урала // О почвах Урала, Западной и Центральной Сибири. М.: Изд-во АН СССР, 1962. С. 5-47.
26. Бондарь Г. А. Растительный покров надугольной толщи Александрийского буроугольного месторождения и вопросы фиторекультивации: Автореф. дис. . каид. биол. наук. Днепропетровск, 1974. 19 с.
27. Бондарь Г. А., Додатко Э. J7. Типологическая характеристика экотопов, возникающих на нарушенных землях Александрийских буроугольных карьеров // Создание высокопродуктивных агробиоценозов в техногенном ландшафте. Днепропетровск, 1975. С. 55-60.
28. Бурыкин А. М. Изменение свойств и плодородия осадочных пород в отвалах при выветривании и почвообразовании // Освоение нарушенных земель. М.: Наука, 1976. С. 56-71.
29. Бурыкин А. М. Темпы почвообразования в техногенных ландшафтах в связи с их рекультивацией // Почвоведение. 1985. № 2. С. 81-93.
30. Буш М. К. Влияние продолжительности произрастания леса на морфологию почв приморских районов Латвийской ССР // Лес и почва. Красноярск, 1968. С. 163-166.
31. Быков Б. А. Доминанты растительного покрова Советского Союза: В 3 т. Алма-Ата: АН Каз. ССР, 1965.
32. Вагранова Р. С., Нестеренко Э. В., Райкова М. И. Сборник химических анализов метаморфических горных пород Урала. Свердловск: Ср.-Урал. книж. изд-во, 1971. 224 с.
33. Вадюнина А. Ф., Бабанин В. Ф. Магнитная восприимчивость некоторых почв СССР // Почвоведение. 1972. № 10. С. 55-67.
34. Вадюнина А. Ф., Корчагина 3. А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.
35. Вайчис М. В. Состав гумуса лесных почв на песчаных дюнах в Литве // Почвоведение. 1969. № 8. С. 38-45.
36. Вальков В. Ф. Об абсолютном возрасте почв // Изв. Сев.-Кавказ. науч. центра высш. шк. Сер. естеств. наук. 1970. № 3. С. 78-83.
37. Васильева II. П. Естественное возобновление леса на отвалах Киреевского месторождения // Лесоведение. 1981. Вып. 3. С. 73-81.
38. Ваус М. А. О варьировании некоторых свойств почв отвалов отработанных карьеров горючего сланца в Эстонской ССР // Рекультивация земель. Тарту, 1975. С. 203-207.
39. Верпер К. О состоянии работ по рекультивации в Германской Демократической Республике // Рекультивация ландшафтов, нарушенных промышленной деятельностью: Материалы VII Междунар. симп. Т. 1. Катовице; Забже; Конин, 1980. С. 160-169.
40. Виленский Д. Г. О некоторых закономерностях развития почвообразовательного процесса // Почвоведение. 1937. № 6. С. 792-807.
41. Вильяме В. Р. Общее земледелие с основами почвоведения. М.: Сельхо-зиздат, 1951. 520 с.
42. Виноградов А. П. Поиски рудных месторождений по растениям и почвам (биогеохимический метод) // Тр. Биогеохим. лаб. АН СССР. 1954. Т. 10. С. 3-27.
43. Водятщкий Ю. II., Вагин В. И. Изменение свойств ферромагнитиков в дерново-подзолистых почвах // Почвоведение. 1978. JST» 6. С. 42-47.
44. Войткевич Г. В. и др. Краткий справочник по геохимии. М.: Недра, 1977. 194 с.
45. Воронов А. Г. Геоботаника. М.: Высш. шк., 1973. 384 с.
46. Восстановление техногенных ландшафтов Сибири. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1977. 160 с.
47. Гаджиев И. М. и др. Экология и рекультивация техногенных ландшафтов. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1992. 305 с.
48. Гаель А. Г., Гумилев Л. И. Разновозрастные почвы на степных песках Дона и передвижение народов за исторический период // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1966. № 1. С. 11-20.
49. Ганжара Н. Ф. О коэффициенте гумификации и методическом подходе к определению гумусового баланса в почвах // Почвоведение. 1971. № 4. С. 139-147.
50. Ганссен Р. География почв. М.: Иностр. лит., 1962. 272 с.
51. Геннадиев А. //. Изучение почвообразования методом хронорядов (на примере почв Приэльбрусья) // Почвоведение. 1978. № 12. С. 33-43.
52. Геннадиев А. И. О почвообразовании под луговой и лесной растительностью в высокогорье Центрального Кавказа // Почвоведение. 1978. № 4. С. 122-131.
53. Геннадиев А. Н. О факторах и этапах развития почв во времени // Почвоведение. 1986. № 4. С. 102-112.
54. Геннадиев А. Н. Почвы и время: модели развития. М.: Изд-во МГУ, 1990. 230 с.
55. Геннадиев А. И. Скорость и направление формирования горно-луговой почвы (Приэльбрусье) // Вестн. МГУ. Сер. 5, География, 1976. № 4. С. 123.
56. Геннадиев А. И. Фракционный состав гумуса и фактор времени (на примере некоторых почв Приэльбрусья): Методология и методика полевых и ланд-шафтно-геохимических исследований. М., 1977. С. 17-24.
57. Гзнчева Светлана. Некоторые особенности начального почвообразовательного процесса на техногенных субстратах // Биологическая рекультивация нарушенных земель. Екатеринбург, 1996. С. 32.
58. Герасимов И. П. Абсолютный и относительный возраст почв // Почвоведение. 1969. № 5. С. 27-32.
59. Герасимов И. П. Докучаевское учение о факторах почвообразования на современном этапе развития // Почвоведение. 1956. № 8. С. 1-11.
60. Герасимов И. П. Метаморфоз почв и эволюция типов почвообразовани // Почвоведение. 1968. № 7. С. 143-155.
61. Гкрасимое И. П. Современные представления о возрасте почв // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1970. № 3. С. 356-363.
62. Гврасимов И. П., Глазовская М А. Основы почвоведения и географии почв. М.: Географгиз, 1960. 490 с.
63. Гинзбург К. Е. Фосфор основных типов почв СССР. М.: Наука, 1981. 244 с.
64. Гинзбург К. Е., Лебедева Л. С. Методика определения минеральных форм фосфатов почв // Агрохимия. 1971. № 1. С. 125-135.
65. Головастикова А. В. Формирование биопедоценоза на техногенных ландшафтах КМА // Биологическая рекультивация нарушенных земель. Екатеринбург, 1996. С. 30-31.
66. Горбунов И. И. и др. Классификация пород по степени их пригодности в сельском и лесном хозяйстве // Почвоведение. 1971. № 11.
67. Горбунов //. И. Химико-минералогические признаки пригодности вскрышных пород для использования при биологической рекультивации // Рекультивация в Сибири и на Урале. Новосибирск: Наука, 1970. С. 42-56.
68. Горбунов И. И., Прусинкевич 3., Градусов Б. П. Образование глинистых минералов в подзолистых почвах на песчаных породах разного возраста // Почвоведение. 1963. № 2. С. 11-19.
69. Горбунов И. И., Тупик Б. М. Минералогический состав, свойства и плодородие почв и пород, нарушенных промышленностью // Почвоведение, 1969. № 12. С 104-114.
70. Гэрчаковский Л. П., Никонова Н. Н. Закономерности накопления редких элементов некоторыми высшими растениями и их значение для поисков рудных месторождений // Теоретические вопросы фитоиндикации. Л., 1971. С. 173-178.
71. Горчаковский П. Л. Растительность // Урал и Приуралье. М.: Наука, 1968. С. 211-262.
72. ГОСТ 17.5.1.03-86. Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель / Госкомстандарт. М., 1986. 10 с.
73. Гришина Л. А., Орлов Д. С. Система показателей гумусиого состояния почв // Тез. докл. V съезда делегатов ВОП. Вып. 2. Минск, 1977. С. 3-5.
74. Губин С. В. Диагенез почв зоны сухих степей, погребенных под искусственными насыпями // Почвоведение. 1984. № 6. С. 52-13.
75. Гугалинская Л. А., Алифанов В. М. Формирование и развитие почвенного профиля во времени // Экология и почвы. Т. 1. Пушино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1998. С. 302-322.
76. Гумусообразование в техногенных экосистемах. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1986. 166 с.
77. Данько В. Н. Облесение рекультивированных земель на Украине // Рекультивация земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых. М.: ВИНИТИ, 1977. С. 330-331.
78. Демидова Л. С. Фитоцепотические и биогеохимические признаки как индикаторы среды (при поисках полезных ископаемых) // Теоретические вопросы фитоипдикации. JI., 1971. С. 183-187.
79. Дергачева М. И. Оптические свойства системы гумусовых веществ лесных почв Урала и Зауралья // Лесные почвы южной тайги Урала и Зауралья: Тр. Ин-та экологии растений и животных. Вып. 85. Свердловск: АН СССР УНЦ. 1972. С. 146-155.
80. Дергачева А/. М. Органическое вещество почв: статика и динамика. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1984. 153 с.
81. Дмитриев Е. А. Математическая статистика в почвоведении. М.: Изд-во МГУ, 1972. 292 с.
82. Дмитриев Е. А., Карпачевский Л. О., Строганова М. И. Скорость почвообразования в лесных биогеоценозах // Проблемы почвоведения. М., 1982. С. 121-126.
83. Докучаев В. В. Избр. соч. Т. 5. М.: Изд-во АН СССР, 1951. 540 с.
84. Дюшофур Ф. Основы почвоведения, эволюция почв. М.: Прогресс, 1970. 592 с.
85. Ерохипа А. А. Почвы Оренбургской области. М.: Изд-во АН СССР, 1959. 164 с.
86. Ерошкина А. Н. Содержание различных форм железа и углерода в субтропических почвах Западной Грузии // Почвоведение. 1974. № 7. С. 44-54.
87. Етеревская Л. В. Почвообразование и рекультивация земель в техногенных ландшафтах Украины // Автореферат доктора сельскохозяйственных наук. Харьков, 1989. 92 с.
88. Етеревская Л. В. Рекультивация земель. Киев: Урожай, 1977. 125 с.
89. Етеревская Л. В., Донченко М. Т., Лехциер Л. В. К вопросу о систематике и классификации техногенных почв // Рекультивация земель в СССР. М., 1982. С. 67-70.
90. Етеревская Л. В., Мамонтова Е. Г. Качественный состав гумуса и микроморфология примитивных почв на лессовых отвалах // Рекультивация земель. Тарту, 1975. С. 250-257.
91. Етеревская Л. В., Угарова В. А. Процессы почвообразования в техногенных ландшафтах степи УССР // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1979. С. 140-156.
92. Завалшиин А. А. Учение В. В. Докучаева о факторах почвообразования как основы сравнительно-географического метода исследования почв // Почвоведение. 1958. № 9. С. 39-47.
93. Засорила Э. В. Биохимическая активность молодых техногенных почв (на примере Стойленского ГОКа) // Рекультивация земель, нарушенных горными работами на КМ А. Воронеж: ВСХИ, 1985. С. 74-84.
94. Захаров Е. П., Захарова Г. П. Тератологический метод поисков кобальтовых и кобальтово-медных руд // Микроэлементы в биосфере и их применение в сельском хозяйстве и медицине Сибири и Дальнего Востока. Улан-Удэ, 1969. С. 91-92.
95. Захаров С. А. Курс почвоведения. М.; Л.: Сельхозкооплит, 1931. 241 с.
96. Здорик Т. Б. и др. Минералы и горные породы СССР. М.: Мысль, 1970. 440 с.
97. Земляницкий Л. Г. Почвенные образования на каналах у Петрова вала в Камышинском районе // Почвоведение. 1949. № 5. С. 285-295.
98. Зольников В. Г. Почвы и плодородные зоны земли. Л.: Наука, 1970.
99. Зопп С. В. Генетические особенности буроземообразования и псевдоопод-золивания // Буроземообразование и псевдооподзоливание в почвах на Русской равнине. М., 1974. С. 9-25.
100. Зонн С. В. Железо в почвах. М.: Наука, 1982. 208 с
101. Зонн С. В. Почвы как компонент лесного биогеоценоза // Основы лесной биогеоценологии. М., 1964. С. 372-454.
102. Зопп С. В. Развитие, саморазвитие и (или) эволюция почв // Биологические науки. 1987. № 9. С. 38-48.
103. Зопп С. В. Эволюция почв в лесных биогеоценозах // Почвоведение. 1963. № 10. С. 1-13.
104. Maoutuna К. Н. Растительность Урала // Геоботаника. Сер. 3. Вып. 16. М.; Л., 1964. С. 83-230.
105. Иепни Г. Факторы почвообразования. М.: Иностр. лит., 1948. 346 с.
106. Ильин В. Б. Элементный химический состав растений. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1985. 129 с.
107. Иозифович JI. И. К вопросу о происхождении микрорельефа и комплексности сухих степей // Природа и сельское хозяйство засушливо-пустынных областей СССР. Вып. 3. Воронеж, 1928. С. 113-148.
108. Каар Э. В. Озеленение золотоотвалов сланцеперерабатывающих комбинатов Кохтла-Ярве и Кивпыли // Рекультивация земель, Тарту, 1975. С. 136-141.
109. Каар Э. В., Райд Л. К. Плодородность техногенных почв сланцевых карьеров Эстонии // Биологическая рекультивация нарушенных земель. Екатеринбург, 1996. С. 62-63.
110. Кабашева М. М. Водно-физические свойства молодых почв отвалов Бай-даевского углеразреза // Рекультивация земель в СССР. М., 1982. С. 77-78.
111. Кабашева М. М., Трофимов С. С. Лесная рекультивация и почвообразование // Почвы зоны КАТЭКа. Красноярск, 1985. С. 5-18.
112. Капдрашии Е. Р. Сингенез и продуктивность естественной растительности и полукультур фитоценозов на отвалах угольных разрезов Кузбасса // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1979. С. 163-171.
113. Кандрашин Е. Р. Сукцессии биоты в техногенных экосистемах: Автореф. дис. . канд. биол. наук. Днепропетровск, 1989. 16 с.
114. Караваева Н. А. Заболачивание и эволюция почв. М.: Наука, 1982. 296 с.
115. Карманова Л. А. Общие закономерности соотношения и распределения форм железа в основных генетических типах почв // Почвоведение. 1978. № 7. С. 49-62.
116. Карпачевский Л. О. Лес и лесные почвы. М.: Лес. пром-ть, 1981. 264 с.
117. Келеберда Т. И., Данько В. Н. Биологическая активность мелиорированных грунтов промышленных разработок // Рекультивация земель. Тарту, 1975. С. 245-249.
118. Ковалевский А. Л. Особенности формирования рудных биогсохимичес-ких ореолов. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1975. 116 с.
119. Ковальский В. В. Геохимическая экология. М.: Наука, 1974. 300 с.
120. Ковальский В. В., Петрунина В. С. Геохимическая экология и эволюционная изменчивость растений // Проблемы геохимии. М., 1964. С. 565-577.
121. Ковда В. А. Основы учения о почвах. Кн. 1, 2. М.: Наука, 1973.
122. Ковда В. А., Розанов Б. Г. Почвоведение. М.: Изд-во МГУ. Т. 1. 1988.
123. Козыбаева Ф. Почвообразование в техногенных ландшафтах юга и востока Казахстана: Автореф. дис. . докт. биол. наук. Ташкент, 1994. 38 с.
124. Колбасин А. А. Рекультивация земель и некоторые вопросы экономики Днепропетровск: ДСХИ, 1972. 210 с.
125. Колесников Б. П. Естественно-историческое районирование (на примере Урала) // Вопр. лесоведения и лесоводства. М.: Изд-во АН СССР, 1960. С. 51-57.
126. Колесников Б. П., Махонина Г. И., Чибрик Т. С. Естественное формирование почвенного и растительного покрова и вопросы рекультивации Челябинского угольного бассейна // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1976. С. 70-123.
127. Колесников Б. П., Моторина Л. В. Методы изучения биогеоценозов в техногенных ландшафтах // Программа и методика изучения техногенных биогеоценозов. М., 1978. С. 5-21.
128. Колесников П. П. Пикалова Г. М. К вопросу о классификации промышленных отвалов как компонентов техногенных ландшафтов // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1974. С. 3-28.
129. Кондратюк Е. Н. и др. Рекультивация нарушенных промышленных земель в Украинской ССР // Рекультивация ландшафтов, нарушенных промышленной деятельностью. М., 1976. С. 237-242.
130. Кондратюк Е. И., Рева М. Л. Состояние и перспективы развития промышленной ботаники в Донбассе // Биосфера и человек. М., 1975. С. 302-304.
131. Кононова М. М. Проблемы почвенного гумуса и современные задачи его изучения. М.: Изд-во АН ССР, 1951. 390 с.
132. Кононова М. М. Органическое вещество почв. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 314 с.
133. Коркина И. Н., Махонина Г. И. Качественный состав гумуса в разновозрастных почвах археологических памятников // Материалы Всерос. науч.-практ. конф. Екатеринбург, 2001. Т. 3. С. 177-184.
134. Корчагин А. А. Видовой (флористический) состав растительных сообществ и методы его изучения // Полевая геоботаника. Т. 3. М.; Л., 1964. С. 39-62.
135. Коссович П. С. Основы учения о почве. Ч. 2, вып. 1. СПб.: Тип. Альтшу-лера, 1911. 264 с.
136. Кошельков С. П. Групповой состав органического вещества лесных подстилок хвойных лесов южной тайги // Почвоведение. 1964. № I. С. 23-31.
137. Кошельков С. П. О формировании и подразделении подстилок в хвойных южно-таежных лесах // Почвоведение. 1961. № 10. С. 19-29.
138. Красавин А. П. и др. Опыт ускоренной рекультивации нарушенных земель с использованием микроорганизмов // Растения и промышленная среда. Екатеринбург: УрГУ, 1992. С. 128-135.
139. Криштафовпч А. II. Исследование почв под курганами в Харьковской губернии // Почвоведение. 1914. № 1-2. С. 33-45.
140. Крупская Л. Т. Техногенное разрушение почв на горных предприятиях юга Дальнего Востока России и их рекультивация: Автореф. дис. . докт. биол. наук. Владивосток, 1994. 39 с.
141. Кувишнова К. В. Климат // Урал и Приуралье. М., 1968. С. 82-118.
142. Кудеярова А. Ю. Фосфатная трансформация почв. М.: Наука, 1995. 285 с.
143. Кузнецов М. С. Допустимые потери почвенной массы и скорость почвообразования // Проблемы антропогенного почвообразования / Почвенный ин-т им. В. В. Докучаева. М., 1997. Т. 1. С. 97-99.
144. Кузнецова Г. Э. Естественные и антропогенные смены растительности Приморья и Южного Приамурья. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1973. 230 с.
145. Кульшин В. А. Микроморфологические аспекты начального почвообразования на отвалах КАТЭКа // Биологическая рекультивация нарушенных земель. Екатеринбург, 1996. С. 75-76.
146. Кулятша Е. Д. Состав и структура поглощающего комплекса почв техногенных ландшафтов // Биологическая рекультивация нарушенных земель. Екатеринбург, 1996. С. 76-77.
147. Курачев В. М. Минеральная основа почвенного поглощающего комплекса. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1991. 226 с.
148. Кушнирепко Ю. Д. Челябинская область // Агрохимическая характеристика почв СССР. М.: Наука, 1968. С. 219-312.
149. Левит С. Ф. О формировании древесных насаждений на железорудных отвалах Урала // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1978. С. 14-25.
150. Лукшин А. А. и др. Магнитная восприимчивость основных типов почв Удмуртской АССР //Почвоведение. 1968, № 1. С. 93-98.
151. Лукьянец А. И. Закономерности естественного облесения промышленных отвалов Свердловской области // Проблемы рекультивации земель в СССР. Новосибирск: Паука, Сиб. отд-е, 1974. С. 241-248.
152. Лукьянец А. И. Распространение семян древесных растений на промышленных отвалах Урала // Экология. 1982. № 2. С. 80-83.
153. Лукьянец А. И., Махонина Г. И., Чибрик Т. С. Оценка естественного восстановления и опыта рекультивации на песчаных отвалах Кичигинского месторождения формовочных песков // Рекультивация земель. Тарту, 1975. С. 164-173.
154. Маккелви В. И. Распространенность и распределение фосфора в литосфере // Фосфор в окружающей среде. М.: Мир, 1977. С. 24-46.
155. Малашкина Н. С. Об измененной форме мака крупнокоробочного в районе биогеохимической провинции, обогащенной свинцом и цинком // Тр. Био-геохим. лаб. АН СССР. 1960. Т. 11. С. 224-228.
156. Малюга Д. П. О биогеохимических провинциях на Южном Урале //Докл. АН СССР. 1950. Т. 70, № 2. С. 257-259.
157. Малюга Д. П. Биогеохимический метод поисков рудных месторождений. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 262 с.
158. Масюк //. Т. Эколого-биологические основы сельскохозяйственной рекультивации в техногенных ландшафтах степной зоны Украины (на примере Никопольского марганцеворудного бассейна): Автореф. дис. . докт. биол. наук. Днепропетровск, 1981. С. 54 с.
159. Махонина Л И. Азотфиксация как диагностический показатель биологического состояния молодых почв техногенных экосистем Урала // Микробиоценозы почв при антропогенном воздействии. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1985. С. 21-28.
160. Махонина Г. И. и др. Характеристика двухсотлетних почв, формирующихся на отвалах месторождений медистых песчаников (Пермская область) // Структура и динамика биогеоценозов Урала. Свердловск: УрГУ, 1985. С. 144-161.
161. Махопина Г. И. Начальные процессы почвообразования на отвалах Баже-новского месторождения асбеста при их самозарастании // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1979а. С. 82-100.
162. Махопина Г. И. Начальные процессы почвообразования на отвалах Верх-неуфалейского никелевого месторождения // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1980. С. 101-110.
163. Махопина Г. И. Начальные процессы почвообразования на породных отвалах Липовского месторождения никеля // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 19796. С. 123-139.
164. Махопина Г. И. Начальные процессы почвообразования на промышленных отвалах Урала // Размещение производительных сил Урала: Межвуз. сб. Свердловск, 1977. С. 86-90.
165. Махопина Г. II. Особенности химического состава кормовых трав на промышленных отвалах Урала // Меры по реализации продовольственной программы в колхозах и совхозах Свердловской области. Свердловск: ССХИ, 1983. С. 25-26.
166. Махопина Г. И. Первичные стадии почвообразования на промышленных отвалах Урала //Освоение нарушенных земель. М.: Наука, 1976а. С. 44-56.
167. Махопина Г. II. Почвообразование в техногенных ландшафтах Урала // Разработка способов рекультивации ландшафтов, нарушенных промышленной деятельностью: Сб. докл. науч. семинара в рамках темы III.3. СЭВ, 1989. С. 161-176.
168. Махопина Г. И. Почвообразование в техногенных ландшафтах Урала // Экологическая кооперация: Инфор. бюл. по проблемам III: Охрана экосистем (биогеоценозов) и ландшафта. Вып. 3-4. Братислава, 1989. С. 73.
169. Махопина Г. И. Почвообразование в техногенных ландшафтах Урала // Растения и промышленная среда: Тез. докл. 1-й Всесоюз. науч. конф., Днепропетровск, 20-22 марта 1990. Днепропетровск, 19906. С. 174-175.
170. Махонина Г. И. Скорость гумусонакопления на самозарастающих отвалах Урала // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1990в. С. 22-33.
171. Махонина Г. И. Содержание микроэлементов (Си, Zn, Со, Ni, Fe, Pb) в растениях, выросших на отвалах Урала // Растения и промышленная среда. Киев: Наук, думка, 1976в. С. 102-103.
172. Махонина Г. И. Состав гумуса почв, образующихся на буроугольных отвалах при естественном зарастании // Проблемы рекультивации земель в СССР. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1974в. С. 205-209.
173. Махонина Г. И. Тяжелые металлы и биологическая рекультивация промышленных отвалов Урала //Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы: Тез. докл. II Всесоюз. конф. М., 19876. С. 122-123.
174. Махонина Г. И. Формирование и состав лесных подстилок сосняков на промышленных отвалах южной тайги Урала // Экологические исследования па Урале. Екатеринбург: УрГУ, 1997. С. 44-55.
175. Махонина Г. И. Формирование системы гумусовых веществ у молодых почв техногенных экосистем Урала // Растения и промышленная среда. Екатеринбург: УрГУ, 1992. С. 101-111.
176. Махонина Г. И. Фосфатное состояние молодых почв на промышленных отвалах Урала // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1989. С. 81-86.
177. Махонина Г. И. Химический состав кормовых трав на рекультивированных отвалах Веселовско-Богословского буроугольного месторождения // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1985. С. 81-91.
178. Махонина Г. И. Химический состав растений на отвалах разных месторождений Урала // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1984. С. 68-71.
179. Махонина Г. И. Химический состав растений па промышленных отвалах Урала. Свердловск: УрГУ, 1987а. 176 с.
180. Махонина Г.И. Химический состав растений, выросших на промышленных отвалах Урала // Материалы по экологии и физиологии растений уральской флоры. Свердловск: УрГУ, 1976 б. С. 140-146.
181. Махонина Г.И. Химический состав травянистых растений на отвалах железорудных месторождений Урала // Почвообразование в антропогенных условиях. Свердловск: УрГУ, 1981. С. 47-59.
182. Махонина Г.И. К вопросу о восстановлении почвенного покрова на оборонительных сооружениях древних городищ // Экологические проблемы земледелия Среднего Урала. Екатеринбург, 1995. С. 88-98.
183. Махонина Г.И. Почвообразование на антропогенно-преобразованных ландшафтах Западной Сибири // Проблемы антропогенного почвообразования: Материалы Междунар. конф. / Почвенный институт им. В.В. Докучаева. М., 1997. 'Г. 1. С. 125-127.
184. Махонина Г.И. Развитие подзолистых почв в подзоне северной тайги Западной Сибири // Почва, жизнь, благосостояние: Материалы II Междунар. науч.-практ. конф. Пенза, 2001. С. 13-15.
185. Махонина Г.И. Экологические аспекты почвообразования в техногенных экосистемах Урала. Екатеринбург: Изд-во Уральского университета. 2003. 356 с.
186. Махонина Г.И., Аверьянова Л.И. Катионообменная способность молодых почв в техногенных ландшафтах Урала // Растения и промышленная среда. Екатеринбург: УрГУ, 1992. С. 112-119.
187. Махонина Г.И., Галкина Л.М. Химический состав растений, выросших на промышленных отвалах трех железорудных месторождений Урала // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1980. С. 116-130.
188. Махонина Г.И., Ефремова И. С. Химический состав растений на отвалах Ки-зеловского угольного месторождения // Структура и динамика биогеоценозов Урала. Свердловск: УрГУ, 1985. С. 132-143.
189. Махонина Г.И., Коркина И.Н. Скорость восстановления почвенного покрова на антропогенно нарушенных территориях (на примере археологических памятников Западной Сибири) // Экология. 2001. № 1. С. 14-19.
190. Махонина Г.И., Коркина И.Н. Формирование подзолистых почв на археологических памятниках в Западной Сибири. Екатеринбург: Академкнига, 2002.264с.
191. Махаонина Г.И., Коркина И.Н. Развитие подзолистых почв на археологических памятниках в подзоне средней тайги Западной Сибири // Почвоведение. 2002. №8. С. 917-927.
192. Махонина Г.И., Тихомирова Е.Б. Азот в почвах техногенных экосистем Урала // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1990. С. 34-44.
193. Махонина Г.И., Ужегова И.А., Катаева В.Н. Формирование растительного и почвенного покровов на отвалах Самского и Талинского месторождений бурых железняков // Биогеоценологические исследования на Урале. Свердловск: УрГУ, 1982. С. 152-170.
194. Махонина Г.И., Чибрик Т.С. Агрохимическая и геоботаническая характеристика гидроотвалов Челябинского угольного бассейна // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1974а. С. 127-137.
195. Махонина Г.И., Чибрик Т.С. К характеристике начальных этапов почвообразования при естественном зарастании отвалов Веселовского буроугольного месторождения // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1978.С.72-83.
196. Махонина Г.И., Чибрик Т.С. Начальные этапы почвообразования на отвалах Кумертауского буроугольного разреза при естественном зарастании их растительностью // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ,1974б.С. 116126.
197. Махонина Г. И., Чибрик Т. С., Уо/сегова И. А. Процессы естественного восстановления почвенного и растительного покрова на отвалах Магнитогорского железорудного месторождения // Освоение нарушенных земель. М.: Наука, 1976а. С. 27-43.
198. Махонина Г. И., Чибрик Т. С., Ужегова И. А. Процессы формирования почвенного и растительного покровов на отвалах Аккермановского железорудного месторождения: (Степная зона Зауралья) // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 19766. С. 132-143.
199. Михновская А. Д., Етеревская Л. В., Лапта Е. И. Микробиологические процессы в примитивных почвах на лессовых отвалах // Рекультивация земель. Тарту, 1975. С. 236-244.
200. Морозов Г. Ф. Учение о лесе. М.; JI., 1926. 368 с.
201. Моторина Л. В., Ио/севская Т. И. Сравнительная характеристика растительного покрова на отвалах открытых разработок бурого угля и железной руды // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1980, С. 80-88.
202. Моторина Л. В., Овчинников В. А. Промышленность и рекультивация земель. М.: Мысль, 1975. 240 с.
203. Накаряков А. В., Сидорова А. А. Особенности функционирования блока «почва» в луговых биогеоценозах рекультивированных дражных отвалов Среднего Урала // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1979. С. 106-123.
204. Накаряков А. В., Трофимов С. С. О молодых почвах, формирующихся на отвалах отработанных россыпей в подзоне южной тайги Среднего Урала // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1979. С. 58-105.
205. Наплекова Н. Н. Формирование микробных ассоциаций и их функциональные проявления в почвах техногенных и зольных экосистем // Гумусооб-разование в техногенных экосистемах. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1986. С. 42-57.
206. Наплекова И. Н., Трофимов С. С, Капдраишн Е. Р. и др. Микробные ценозы техногенных экосистем Сибири // Техногенные экосистемы. Организация и функционирование. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1985. С. 38-69.
207. Напрасникова Е. В. Особенности биохимических процессов формирования молодых почв нарушенных земель // Проблемы антропогенного почвообразования. Т. 3. / Почвенный институт им. В. В. Докучаева. М., 1977. С. 97-100.
208. Негапова Л. Б. Развитие почвенных водорослей на промышленных отвалах как первый этап их зарастания: Автореф. дис. . канд. биол. наук. Свердловск, 1975. 25 с.
209. Неуструев С. С. Почвы и циклы эрозии // Географический вестник. 1922. Т. 1, вып. 2/3.
210. Никоиова Н. И. Опыт использования фитоиндикации при поисках месторождений редких элементов на Урале // Теоретические вопросы фитоиндикации. Л., 1971. С. 179-182.
211. Овчинников В. А. Восстановление поверхности при бестранспортных системах. Тула: Приок. кн. изд-во, 1966. 72 с.
212. Олешко К. П. и др. Влияние магнитного поля на свойства почвы и растения // Почвоведение. 1980. № 7. С. 91-100.
213. Орлов Д. С. Гумусовые кислоты почв. М.: МГУ, 1974. 333 с.
214. Орлов Д. С. Химия почв. М.: МГУ, 1992. 400 с.
215. Орлов Д. С. Элементный состав и степень окисленности гумусовых кислот // Науч. докл. высш. шк. Биол. науки. 1970. № 1. С. 5-20.
216. Панников В. Д., Минеев В. Г. Почва, климат, удобрение и урожай. М.: Наука, 1977.
217. Перельман А. //. Геохимия ландшафта. М.: Высш. шк., 1975. 330 е.
218. Петрушиш Н. С. Морфолого-анатомичсские особенности растении, произрастающих на почвах, обогащенных тяжелыми металлами //Теоретические вопросы фитоиндикации. Л., 1971. С. 142-148.
219. Пикалоеа Г. М. Рекультивация земель, нарушенных промышленностью: (Проблемы изучения техногенных ландшафтов) // Экология. 1975. № 2. С. 108-110.
220. Погодина Г. С., Розов Н. И. Почвы // Урал и Приуралье. М.: Наука, 1968. С. 167-210.
221. Поливанов В. С. Особенности техногенной трансформации и естественного восстановления профиля горных почв Приморья // Освоение нарушенных земель. М.: Наука, 1976. С. 99-111.
222. Полохин О. В. Закономерности распределения минеральных форм фосфора в формирующихся почвах техногенных ландшафтов КАТЭКа // Проблемы антропогенного почвообразования. Т. 1 / Почвенный институт им. В. В. Докучаева. М., 1977. С. 297-299.
223. Полохин О. В. Поведение фосфора при формировании почв техногенных ландшафтов КАТЭКа // Биологическая рекультивация нарушенных земель. Екатеринбург, 1996. С. 122.
224. Полынов Б. Б. Время как фактор почвообразования: Избр. тр. М.: Изд-во АН СССР, 1956. С. 41-48.
225. Полынов Б. Б. Руководящие идеи современного учения об образовании и развитии почв // Почвоведение. 1948. № 1. С. 3-13.
226. Пономарева В. В. О сущности и факторах почвообразования // Почвоведение. 1958. № 9. С. 48-56.
227. Пономарева В. В. Теория подзолообразовательного процесса. М.; Л.: Наука, 1964. 380 с.
228. Пономарева В. В., Плотникова Т. Л. Методические указания но определению содержания и состава гумуса в почвах / Почв, музей им. В. В. Докучаева, Л., 1975. 105 с.
229. Пономарева В. В., Плотникова Т. А. Гумус и почвообразование. Л.: Наука, 1980. 221 с.
230. Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1979. 296 с.
231. Работное Т. А. Фитоценология. М.: МГУ, 1983. 296 с.
232. Рагим-заде Ф. К. и др. Гипергенез и эволюция техногенного рельефа Кузбасса // Восстановление техногенных ландшафтов Сибири (теория и технология). Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1977. С. 14-26.
233. Рагим-Заде Ф. К. Особенности химического выветривания осадочных пород Кузбасса // Теоретические и практические проблемы рекультивации нарушенных земель. М.: 1975. С. 291-293.
234. Рагим-заде Ф. К. Техногенные элювии вскрышных пород угольных месторождений Сибири, оценка их потенциального плодородия и пригодности для восстановления почвенного покрова: Автореф. дис. . канд. биол. наук. Новосибирск, 1977. 23 с.
235. Рагим-заде Ф. К., Трофимов С. С. Экологические и социально-экономические критерии районирования рекультивационных работ в Сибири // Восстановление техногенных ландшафтов Сибири (теория и технология). Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1977. С. 3-14.
236. Ремезов Н. П., Быкова Л. И., Смирнова К. М. Потребление и круговорот азота и зольных элементов в лесах европейской части СССР. М.: МГУ, 1959. 284 с.
237. Ржаиникова Г. К. Особенности почвообразования на магнезиальных породах Урала // Лесные почвы южной тайги Урала и Зауралья: Тр. Ин-та экологии растений и животных УНЦ. Вып. 85. Свердловск, 1972. С. 119-129.
238. Ржаиникова Г. К. Сравнительная характеристика свойств почв сосновых и березовых лесов южной тайги Зауралья // Лесные почвы южной тайги Урал а и Зауралья: Тр. Ин-та экологии растений и животных УНЦ. Свердловск, 1972. Выпуск 85. С. 108-119.
239. Роде А. А. Почвообразовательный процесс и эволюция почв // Генезис почв и современные процессы почвообразования. М.: 1984. С. 183-193.
240. Роде А. А. Почвообразовательный процесс и эволюция почв. М.: Географ-гиз, 1947. 136 с.
241. Роде А. А. Факторы почвообразования и почвообразовательный процесс // Почвоведение. 1958. № 9. С. 29-38.
242. Розанов А. Н. Сероземы Средней Азии. М.: Изд-во АН СССР, 1951. 460 с.
243. Розанов Б. Г. Морфология почв. М.: МГУ, 1983. 320 с.
244. Рупрехт Ф. И. Геоботанические исследования о черноземе: Приложение к кн.: Записки Академии наук. 1866. Т. 10, вып. 6.
245. Сапожников А. П. Лесная подстилка номенклатура, классификация и индексация // Почвоведение. 1984. № 5. С. 96-105.
246. Свиридова И. К. Развитие молодых почв под древеспо-кустарниковой растительностью отвально-карьерных ландшафтов в бассейне КМА // Рекультивация земель в СССР. М., 1982. С. 78-80.
247. Семина Е. В. Качественный состав гумуса серых лесных почв Красноярской лесостепи // Тез. докл. III Всесоюз. делегат, съезда почвоведов. Тарту. 1966.
248. Серая Г. П., Комов С. В. К вопросу об участии цветковых растений в начальном освоении и преобразовании зольного субстрата // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1974. С. 97-108.
249. Сергеев М. В. Динамика процессов почвообразования в техногенном ландшафте // Рекультивация земель, нарушенных горными работами на КМА. Воронеж, 1985. С. 51-74.
250. Сибирцев И. М. Возраст почв и их «история» // Избр. соч. М.: Сельхозиз-дат, 1951. Т. 1.С. 274-277.
251. Скарлыгина-Уфимцева М. Д., Березкина Г. А. Значение биогеохимических ореолов рассеяния при поисках сульфидных месторождений (на примере Яман-Касинского месторождения, Южный Урал) // Теоретические вопросы фитоиндикации. Л., 1971. С. 188-192.
252. Соколов А. И. Почвообразование и время: поликлимаксность и полигене-тичность почв // Почвоведение. 1984. № 2. С. 102-112.
253. Соколов И. А., Таргульян В. О. Взаимодействие почвы и среды: почва-память и почва-момент // Изучение и освоение природной среды. М., 1976. С. 150-164.
254. Соколов И. А., Таргульян В. О. Теоретические проблемы генетического почвоведения. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1993. 233 с.
255. Стжыщ. Варьирование механического и химического состава грунтов выработок песчаных карьеров // Материалы симп. по вопр. рекультивации нарушенных промышленностью территорий. Ч. 1. Лейпциг, 1970. С. 209-215.
256. Столбовой В. С., Шеремет Б. В. О почвенном фонде России // Почвоведение. 1997. № 12. С. 1429-1437.
257. Сторожева М. М. Геоботаническая характеристика кедровых лесов ив-дельского Урала // Тр. Комис. по охране природы. Вып. 1. Свердловск, 1964. С. 107-115.
258. Сторожева М. М. Тератологические явления у анемонов в условиях никелевого рудного поля // Тр. Биогеохим. лаб. АН СССР. 'Г. 10. М., 1954. С. 64-75.
259. Таймуразова Л. X. К вопросу о почвообразовании на промышленных отвалах Подмосковного бассейна // Рекультивация земель в СССР. М., 1982. С. 72-73.
260. Таранов С. А. и др. О первичном почвообразовании на естественно зарастающих отвалах Байдаевского угольного разреза // Проблемы рекультивации земель в СССР. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1974. С. 195-204.
261. Таранов С. А. и др. Парцеллярная структура фитоценоза и неоднородность молодых почв техногенных ландшафтов // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1979. С. 19-58.
262. Таранов С. А., Комиссаров И. Д. Состав гумуса первичных почв, формирующихся на ранних стадиях онтогенеза биогеоценозов отвалов угольных разрезов Южного Кузбасса // Проблемы рекультивации земель в СССР. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1974. С. 209-215.
263. Таранов С. А., Фаткулин Ф. А., Родышок И. С. Условия естественной ре-гененерации почв в нарушенных промышленностью ландшафтах поймы верхнего течения р. Томи // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1979. С. 156-163.
264. Тарасов П. А. Экологическая оценка водно-физических свойств техногенных почв КАТЭКа при лесной рекультивации: Автореф. дис. . канд. биол. наук. Красноярск, 1993. 22 с.
265. Таргульян В. А., Александровский А. Л. Саморазвитие и эволюция почв (па примере ЕЧС) // Тез. докл. делегатов съезда Всесоюз. об-ва почвоведов. Вып. 4. Минск, 1977. С. 175-177.
266. Таргульяп В. О. О мерных стадиях выветривания и почвообразования на изверженных породах в тундровой и таежной зонах // Почвоведение. 1959. №11. С. 37-48.
267. Таргульяп В. О. Развитие почв во времени // Проблемы почвоведения. М.: Наука, 1982. С. 108-113.
268. Таргульян В. О., Александровский А. Л. Эволюция почв в голоцене: (Проблемы, факты, гипотезы) // История биогеоценозов СССР в голоцене. М., 1976. С. 57-78.
269. Таргульян В. О., Соколов И. А. Структурный и функциональный подход к почве: почва-память и почва-момент // Математическое моделирование в экологии. М.: Наука, 1978. С. 17-33.
270. Тарчевский В. В. Закономерности формирования фитоненозов на промышленных отвалах: Автореф. дис. . докт. биол. наук. Томск, 1967. 36 с.
271. Тарчевский В. В. К вопросу о выделении новой отрасли ботанических знаний промышленной ботаники // Растительность и промышленные загрязнения: Охрана природы па Урале. Вып. 7. Свердловск, 19706. С. 5-9.
272. Тарчевский В. В. Классификация промышленных отвалов// Растительность и промышленные загрязнения: Охрана природы на Урале. Вып. 7. Свердловск, 1970а. С. 84-89.
273. Тарчевский В. В. Промышленные отвалы и их освоение // Растительность и промышленные загрязнения: Охрана природы на Урале. Вып. 4. Свердловск, 1964. С. 67-80.
274. Тарчевский В. В., Чибрик Т. С. Естественная растительность отвалов при добыче каменного угля в Кузбассе // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1970. С. 65-77.
275. Тарчевский В. В., Чибрик Т. С. Закономерности формирования естественной растительности на отвалах при открытой добыче бурого угля в Челябинском угольном бассейне // Растительность и промышленные загрязнения. Свердловск, УрГУ, 1969. С. 58-63.
276. Ткалич С. М. Фитогеохимический метод поисков месторождений полезных ископаемых. Л.: Недра, 1970. 175 с.
277. Толчелышков Ю. С. Развитие суглинистых почв южной тайги северо-запада РСФСР в голоцене // Почвоведение. 1984. № 9. С. 5-16.
278. Травлсев А. П. Состояние и перспективы исследований лесных биогеоценозов на землях, нарушенных промышленностью // Охрана и рациональное использование защитных лесов степной зоны: Межвуз. сб. науч. тр. ДГУ. Днепропетровск, 1987. С. 4-11.
279. Трейкяшки П., Христов Б., Бабсв И. Возможности рекультивации карьеров после разработок глины и мергелей // Там же. С. 51-74.
280. Трофимов С. С. и др. Проблема восстановления техногенно нарушенных земель // Основы использования и охраны почв Западной Сибири. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1989. С. 96-163.
281. Трофимов С. С. и др. Рекультивация и почвообразование // Проблемы сибирского почвоведения. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1977. С. 52-73.
282. Трофимов С. С., Таранов С. А. Особенности почвообразования в техногенных экосистемах // Почвоведение. 1987. № 11. С. 95-99.
283. Трофимов С. С., Титляиова А. А., Клевенская И. Л. Системный подход к изучению процессов почвообразования в техногенных ландшафтах // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1979. С. 3-19.
284. Трофимов С. С., Фаткулин Ф. А. Состав гумуса молодых почв техногенных отвально-карьерных ландшафтов Центрального и Южного Кузбасса // Восстановление техногенных ландшафтов Сибири (теория и технология). Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1977. С. 113-119.
285. Тюрин И. В. Органическое вещество почвы и его роль в плодородии. М.: Наука, 1965. 320 с.
286. Ужвгова И. А., Махопина Г. И. Валовой состав почв, формирующихся на отвалах железорудных месторождений Урала // Рекультивация земель в СССР: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф., Москва, сентябрь, 1982: В 2 т. Т. 2. М. 1982. С. 73-75.
287. Ужегова И. А., Махопина Г. И. Начальные процессы почвообразования на отвалах Полуночного и Высокогорского железорудных месторождений // Почвообразование в антропогенных условиях. Свердловск: УрГУ, 1981. С. 60-70.
288. Ужегова И. А., Махонина Г. И. Начальные процессы почвообразования на отвалах Первоуральского месторождения железных руд // Почвоведение. 1984. № 11. С. 14-21.
289. Ужегова И. А., Махопина Г. И. Особенности накопления гумуса и азота на отвалах железорудных месторождений в разных иочвенно-климатических зонах Урала // Биогеоценологические исследования на Урале. Свердловск: УрГУ, 1982а. С. 171-186.
290. Умаров М. М. Ацетиленовый метод изучения азотфиксации в почвенно-микробиологических исследованиях // Почвоведение. 1976. № 11. С. 92-95.
291. Умаров М. М. Значение несимбиотической азотфиксации в балансе азота в почве // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1982. № 1. с. 92-105.
292. Умаров М. М., Азиева Е. Е. Некоторые биохимические показатели загрязнения почв тяжелыми металлами // Тяжелые металлы в окружающей среде. М.: МГУ, 1980. С. 109-115.
293. Ундрал Гэнденгийн. Содержание и соотношение различных форм железа в горных почвах Среднего Урала // Антропогенные воздействия на свойства почв. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1987. С. 99-106.
294. Фаткутт Ф. А. Энергетика гумусонакопления в техногенных ландшафтах Кузбасса // Почвообразование в техногенных ландшафтах. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1979. С. 203-212.
295. Федоров А. А. Тератология и формообразование у растений // Комаров-ские чтения. Т. 11. М.: Изд-во АН СССР, 1958. С. 14-28.
296. Федотов В. //. Методологические основы и методика изучения техногенных ландшафтов // Программа и методы изучения техногенных биогеоценозов. М.: Наука, 1978. С. 53-64.
297. Федотов В. И. Техногенные ландшафты: (Теория, региональные структуры, практика). Воронеж: ВГУ, 1985. 191с.
298. Фирсова В. П. Особенности почвообразования в северо-таежной подзоне // Тр. Ин-та экологии растений и животных УФАИ СССР. Вып. 76. Свердловск, 1970. С. 3-17.
299. Фирсова В. П. Почвы таежной зоны Урала и Зауралья. М.: Наука, 1977. 176 с.
300. Фирсова В. П., Ржаииикова Г. К. Почвы южной тайги и хвойно-широко-лиственных лесов Урала и Зауралья // Тр. Ин-та экологии растений и животных У11Ц АН СССР. Свердловск, 1972. С. 3-87.
301. Фирсова В. П., Дсргачева М. II. Состав органического вещества почв южно-таежных лесов Урала и Зауралья // Тр. Ин-та экологии растений и животных УНЦ АН СССР. 1972. С. 130-145.
302. Фирсова В. П., Зубарева Р. С. Почвенно-лесорастительные условия северной части Уфимского плато // Лесные почвы Урала: Тр. Ин-та биологии. Вып. 55. Свердловск, 1966. С. 23-47.
303. Фирсова В. П., Павлова Т. С. Почвенные условия и особенности биологического круговорота веществ в горных сосновых лесах. М.: Наука, 1983. 169 с.
304. Фирсова В. П., Рэ/саиникова Г. К. Почвы Уралмашевского лесхоза Свердловской области // Лесные почвы Урала: Тр. Ин-та биологии. Вып. 55. Свердловск, 1966. С. 47-68.
305. Фирсова В. П., Сигиаевский Р. К. Сравнительная характеристика свойств серых лесных почв Предуральской и Зауральской провинций в пределах Свердловской области // Серые лесные почвы Предуралья и их рациональное использование. Свердловск, 1982. С. 59-70.
306. Фридлаид В. М. Структура почвенного покрова мира. М.: Мысль, 1994. 238 с.
307. Хамидулипа М. В. Формирование растительных группировок па отвале Южно-Кузбасской ГРЭС в различных вариантах опыта // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1970. С. 78-96.
308. Хаитулев А. А. и др. Основные этапы формирования почвенного покрова на северо-западе РСФСР // Вопросы генезиса почв лесной зоны и лесостепи. Л., 1974.
309. Хотинский Н. А. Голоцен Северной Евразии. М., 1977. 200 с.
310. Чсклина В. //., Савич А. И. Классификация грунтов вскрыши открытых угольных разработок // Восстановление земель после промышленных разработок. М.: Колос, 1967. С. 37-54.
311. Чибрик Т. С. Елькии Ю. А. Формирование фитоценозов на нарушенных промышленностью землях. Свердловск: УрГУ, 1991. 220 с.
312. Чибрик Т. С., Махонина Г. И. Некоторые закономерности формирования фитоценозов на промышленных отвалах Урала // Структура и динамика растительного покрова. М., 1976. С. 40-41.
313. Чикшивв А. Г. Природное районирование // Урал и Приуралье. М.: Наука, 1968. С. 305-350.
314. Шаповал С. И. Антропогенные изменения экологических функций почв // Биологическая рекультивация нарушенных земель. Екатеринбург, 1996. С. 169-170.
315. Шварц С. С. Влияние микроэлементов на животных в естественных условиях рудного поля // Тр. Биогеохим. лаб. АН СССР. Т. 10. М., 1954. С. 76-81.
316. Шилова И. И. Естественное зарастание породных отвалов некоторых предприятий цветной металлургии Урала и Сибири // Проблемы рекультивации земель в СССР. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1974. С. 165-172.
317. Шилова И. И. Естественное зарастание шламового отвала Уральского алюминиевого завода // Растительность и промышленные загрязнения. Свердловск: УрГУ, 1970. С. 123-128.
318. Шилова И. И. и др. Начальные этапы засоления насыпного грунта и влияние этого процесса на формирование растительности фитотоксичпых субстратов отвалов // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1978. С. 126-135.
319. Iuuioe JI.JI., Карманов И.И., Дурманов Д.И. Критерии и модели плодородия почв. М.: Агропромиздет, 1987. 194 с.
320. Шлеймович П.И. Физические свойства почв. Алма-Ата: АН Казах. ССР, 1973. 184 с.
321. Штина Э.А. и др. Альгофлора старых промышленных отвалов Урала и ее роль в биологической рекультивации // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1989. С. 56-66.
322. Штина Э.А., Шилова И.И., Неганова Л.Б. Начальный этап сингенеза растительности на шламовых отвалах алюминиевых заводов Урала // Экология. 1971. №4. С. 25-31.
323. Шубин Ф.М. Результаты полупроизводственных фитомелиоративных посевов на золоотвале Серовской ГРЭС // Растения и промышленная среда. Свердловск: УрГУ, 1974. С. 65-68.
324. Шугалей Л.С. Первичной почвообразование на отвалах вскрышных пород // Биологическая рекультивация нарушенных земель. Екатеринбург, 1996. С. 170172.
325. Шушуева М.Г. Природа гумуса основных почв подтаежной зоны и подзоны южной тайги Западно-Сибирской низменности // Тр. Ин-та биологии СО АН СССР. 1964. Вып. 12.
326. Шушуева М.Г. Распространение азотфиксируюших сине-зеленых водорослей на отвалах угольных разработок в Кузбассе // Восстановление техногенных ландшафтов Сибири (теория и технология). Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1977. С. 56-64.
327. Щербатенко В.И., Кандрашин Е.Р. Естественная растительность отвально-карьерных ландшафтов Сибири // Восстановление техногенных ландшафтов Сибири (теория и технология). Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1977. С. 65-80.
328. Экология и рекультивация техногенных ландшафтов. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1992, 305 с.
329. Adamovicz St. at al. Wplyn Gornichwa Podziemnogo na gospodarskc lesna oraz zasady pustepovania w sprawach о zkody gornieze w lasach // Biuletin Zak-lad Badan Naukowych. 1963. № 1.
330. Berg R. C. The origin and early genesis of clay bands in youthful Sandy Soils along lake Michigan, USA // Geoderma. 1984. Vol. 32, nr. 1. P. 45-62.
331. Bockheim I. G. Solution and of chronofunctions in studying Soil developent // Geoderma. 1980. Vol. 24, nr. 1. P. 71-85.
332. Dickoson B. A. Crocker R. L. R. Chronosequence of Soils and Vegetation near Mt. Shasta, California // J. Soil Sci. 1953. Vol. 4. P. 123-154; 1954. Vol. 5. P. 173-191.
333. Fisher P. F. Pedogenesis Within the archaelogical landscape at South Lodge camp, Wiltshire, England // Geoderma. 1983. Vol. 29. P. 93-105.
334. Franzineier D. P. Whiteside li. P. A chronosequence of Podzols in Nothern Michigan // Quart. Bull. Mich. State Univ. Agr. Exp. State. 1963. Vol. 46, nr. 1. P. 37-57.
335. Haidouti C. Jassoglou N. J. The Genesis of Certain Soil Profiles on an Archaelogical Site in Southern Grelee // Soil Sci. Soc. Am. J. 1982. Vol. 46, nr. 5. P. 1047-1051.
336. Hall J. G. The ecology of disused pit heaps in England // J. Ecol. 1957. 45, nr. 3.
337. Hay R. L. Rate of clay Formation and mineral alteration in a 4000 year old Volcanic ash Soil on St. Vincent, B. W. J. // Am. J. Sci. 1960. Vol. 25. P. 354-368.
338. Jaalon D. II. Soil-forming processes in time and space // Paleopedology. Amsterdam, 1970. P. 56-79.
339. Knade IV. Zur Wiederurbanmachung im Braunkohlenbcbau. Berlin, 1959.
340. Makhonina G. Korkina /., Bolshakow V. The rate of soil restoration (recovery) in archaeological monuments of Western Sibirian middle taiga subzone // Proc. of the 1st Intern. Conf. on Soil and Archaeology. Hungary, 2001. P. 82-84.
341. Mockma D. L. Jackson M. L., Sycrs J. K. Mineralogy of a chronoseguence of Soils from greywacke and mica shist alluvium. New Zealand // N. Z. J. Sci, 1973. Vol. 16. P. 796.
342. Parsons R. В., Balster C. A., Nelss A. O. Soil development and geomorphic surfaces, Willa-mette Valley, Oregon // Soil Sci. Soc. Am. J. 1970. Vol. 34. P. 485-491.
343. Persons R. Betal. The soil sequence of late pleistocene glacial outwarsh terraces from spokate floods in the Jdaho Panhandle // Soil Sci. Soc. Am. J. 1982. Vol. 45, nr. 5. P. 925-930.
344. Salisbury E. J. Note on the edaphic succession in some dune soils with special reference to the time factor// Ecol. 1925. Vol. 13, nr. 2, P. 322-328.
345. Stevens P. R., Walker T. W. The chronosequence concept and soil formation // Quart. Rev. Biol. 1970. Vol. 45, nr. 4. P. 333-350.
346. Stys S. Rerultivace a tvarovania vysypek. CSSR, 1966. SI ID, Most.
347. Syers J. K., Adams J. A., Walker T. W. Accumulation of organic, matter in a chronoseguence of soils developed on wind-blown sand in New Zealand // J. Soil Sci., 1970. Vol. 21. P. 146-153.
348. Tamm O. Bodenstudien in der Nord Schwedischen Nadelwaldregion // Medd. Statens Skogsfoksanstalt. 1920. I I. 17.
349. Tarnocai C. Soil and terrain development on the Jork Factory peninsula, Hudson bay lowland // Natur. Can. 1982. Vol. 109, nr. 3. P. 511-522.
350. Tisdate E. W., Forberg M. A. Poulton С. E. Vegetation and development on a recently glaciated area near Mound Robson, British Columbia // Ecology. 1966. Vol. 47. P. 517-523.
351. Walker P. H. Terrace chronology and soil formation on the South coast of N. S. W. // J. Soil Sci. 1975. Vol. 24. P. 378-394.
352. Wilson K. The time factor in the development of dune soils at south Haven peninsula Dorset //J. Ecol. 1960. Vol. 48. P. 341-359.
- Махонина, Галина Ивановна
- доктора биологических наук
- Екатеринбург, 2004
- ВАК 03.00.27
- Почвообразование на отвалах горных пород Курской магнитной аномалии
- Почвообразование в модельных экосистемах почвенных лизиметров
- Развитие почвенно-растительного покрова на песчаных карьерах в северной тайге Западной Сибири
- Поглощающий комплекс в почвах техногенных ландшафтов
- Биогеографическая диагностика эмбриоземов Кузбасса