Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Особенности процессов гумусообразования в морской среде на примере залива Петра Великого

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Особенности процессов гумусообразования в морской среде на примере залива Петра Великого"

На правах рукописи

НЕСТЕРОВА ОЛЬГА ВЛАДИМИРОВНА

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ ГУМУСООБРАЗОВАНИЯ В МОРСКОЙ СРЕДЕ НА ПРИМЕРЕ ЗАЛИВА ПЕТРА ВЕЛИКОГО

03.00.27 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Владивосток 2005

Работа выполнена на кафедре почвоведения и экологии почв Дальневосточного государственного университета Министерства образования и науки Российской Федерации

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Ивлев Анатолий Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Серышев Владимир Александрович

доктор географических наук, старший научный сотрудник Росликова Валентина Ивановна

Ведущая организация:

Институт почвоведения и агрохимии

СО РАН

Защита состоится 7 октября 2005 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 005.003.01 при Биолого-почвенном институте ДВО РАН по адресу: 690022, г. Владивосток, проспект 100 лет Владивостоку, 159, конференц-зал.

Факс:(4232)310-193.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке ДВО РАН.

Автореферат разослан 2? июля 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

д.б.н.

Л.Н. Пуртова

Актуальность темы. Работа посвящена исследованию «аквапочв» или «подводных почв». Тема исследования является новым научным направлением в почвоведении, хотя термины «подводные почвы», «субаквальные почвы», «аквапочвы» известны почвоведам более 50 лет. Изучение подводного почвообразования является частью развивающегося на кафедре почвоведения и экологии почв ДВГУ нового направления об особенностях приокеанического почвообразования. A.M. Ивлевым разработана концепция о переходной зоне от континента к океану, и показаны фациальные особенности почвообразования в этой зоне (Ивлев, 1984). Профессор кафедры Б.Ф. Пшеничников, в развитие этой концепции, показал влияние океана на почвообразование в почвах Сихотэ-Алиня, находящихся под прямым его воздействием (Пшеничников, 2002). Доцентом кафедры А.Ф. Костенковой было начато исследование маршевых почв на низких побережьях залива Петра Великого (Костенкова, 1979, 1987, 1989). Выпускник этой же кафедры СА Шляхов продолжил эти исследования, завершил их сводкой об особенностях почвообразования в прибрежных почвах и классификацией (Шляхов, 1996, 1997, 2000). Логическим продолжением явилось изучение аквапочв или подводных почв, что и определяет актуальность данных исследований.

В данной работе наряду с изложением экспериментальных исследований, включен раздел о методологическом подходе раскрытия понятия «подводных почв» или «аквапочв». Помимо «аквапочв» в качестве объектов исследования выбраны прибрежные почвы - талассосоли, являющиеся переходными от океана к континенту. Сравнительная оценка гумусовых веществ, выделенных из аквапочв и талассосолей, поможет раскрыть механизмы единого гумусообразовательного процесса для всей поверхности Земли.

Цель работы. Обоснование выделения «аквапочв» как особой, самостоятельной формы почвообразования, протекающей в морской геохимической среде, а также отображение уникальности состава и строения гумусовых веществ аквапочв и их сравнительная оценка с гумусовыми веществами талассосолей, формирующихся в зоне перехода от океана к континенту.

Задачи:

1.Изучить качественный состав гумуса и распределение органического вещества в аквапочвах и прибрежных почвах (талассосолях).

2.Выявить особенности строения гуминовых кислот аквапочв и установить особенности их формирования.

3.Дать сравнительную характеристику гуминовых кислот аквапочв и прибрежных почв.

4.Изучить особенности гумусообразования на контакте суши и морской

среды.

Научная новизна работы. Объектом исследования явились аквапочвы залива Петра Великого, Японского моря (Российский сектор), а так же талассосоли Японо-морского побережья.

В работе показано, что в морской среде формируются уникальные почвенные образования, несущие свойства почв, где главным продуктом

почвообразования являются гумусовые вещества. Эти почвенные образования относятся к аквапочвам. По нашим данным, процесс гумусообразования в аквапочвах имеет свои отличительные особенности, что приводит к образованию своеобразных по строению гуминовых кислот. Данная работа дает возможность проследить особенности гумусообразовательного процесса протекающего как в гидроморфных, полугидроморфных и автоморфных условиях, при различных источниках поступления органического вещества, что так же является новым научным материалом.

Практическая значимость работы. Результаты работы могут быть использованы при изучении химического строения гуминовых кислот различного происхождения, а также вопросов особенностей процессов гумусообразования в различных природных средах. Методологические аспекты, касающиеся аквапочв, могут найти применение при решении вопросов генезиса и классификации почв.

Защищаемые положения:

1В морской среде формируются уникальные почвенные образования, несущие свойства почв, где главным продуктом почвообразования являются гумусовые вещества. Эти почвенные образования относятся к подводным почвам или аквапочвам.

2.Процесс гумусообразования в аквапочвах имеет свои отличительные особенности, что приводит к образованию своеобразных по строению гуминовых кислот.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на заседании Докучаевского общества почвоведов, г.Владивосток (2001, 2003, 2004 гг.), на Докучаевских молодежных чтениях, С.-Петербург (2002г.), на международной конференции "Биогеография почв", г.Сыктывкар (2002 г.), на 2 международной конференции "Гуминовые вещества в биосфере", Москва (2003 г.), на международном форуме "Сохраним планету Земля" С.-Петербург (2004 г.), на международной конференции "Мосты между северной Америкой и Российским Дальним Востоком. Прошлое, настоящее и будущее", г.Владивосток (2004 г.), на IV международной научной конференции "Фальцфейновские чтения", г.Херсон, Украина (2005 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы, включающего 149 работ, в том числе 64 на иностранных языках и 5 приложений. Работа изложена на 128 страницах текста, включает 5 таблиц, 32 рисунка.

Работа выполнена при поддержке гранта «Университеты России».

Благодарности. Выражаю признательность и благодарность за неоценимую помощь и всестороннюю поддержку научному руководителю д.б.н., профессору Ивлеву A.M. Содействие в участии в экспедиции и помощь при отборе и анализе образцов оказал к.х.н. Исаков В.В. за что, пользуясь, случаем, приносим ему искреннюю благодарность. Участие в отборе образцов аквапочв принимал студент кафедры почвоведения и экологии почв АЭМББТ ДВГУ А. Болотин. Образцы талассосолей были любезно предоставлены к.б.н. СА Шляховым, за что

выражаем признательность и благодарность, а также за высказанные советы во время проведения исследований. За поддержку и ценные советы при оформлении диссертационной работы выражаем большую признательность д.б.н. В.И.Голову. Большую помощь в проведении аналитических работ оказали н.с. Семаль ВА, вед. инж. Лисовский А.Ю., вед. инж. Сизова НА., н.с. Сазонова И.Ю, вед. инж. Куркиной O.K. за что автор выражает искреннюю благодарность и признательность.

Содержание работы

Глава 1. История исследования подводного почвообразования

В данной главе рассмотрена подробная история выделения подводных почв в почвенной классификации начиная с работ В.И.Вернадского (1936), Б.Б.Полынова (1948) и заканчивая последними публикациями В.А Серышева (1986), В.КБахнова (2002), КА.Соколова (1993), посвященных подводному почвообразованию. В данной главе представлены работы не только ученых почвоведов, но и океанологов, изучающих процессы происходящие на морском дне, а также ряд работ зарубежных исследователей, касающихся это темы (Buurman, 1975; Degens, Mopper, 1975; Gadel, Cahet, Bianchi, 1975; Cowardin, 1982).

Глава 2. Методологические аспекты, связанные с проблемой изучения аквапочв

Вся история изучения подводных почв и подводного почвообразования сводится к рассмотрению двух вопросов, которые являются не только важными для теории почвоведения, но имеют и принципиальное методологическое значение. Эти вопросы можно сформулировать в следующей форме:

а) существуют ли в природе аквальные почвы и, соответственно этому, существует ли подводное почвообразование и что считать подводными почвами?

б) если признать существование подводных почв, то, как их классифицировать?

Они взаимно перекликаются и взаимно зависимы, но каждый из них представляет собою самостоятельную как теоретическую, так и методологическую задачу.

В конце XIX века океанологи, изучая донные отложения, обнаружили в них гумусовые вещества, которые принято считать чисто почвенными образованьями Б.Б.Полыновым понятие "субаквальные почвы" было принято многими почвоведами, но его толкование не получило развития. Субаквальные почвы выделяются многими в составе группы гидроморфных почв, но в нее включены такие почвы как маршевые, мангровые и болотные, но они все прибрежные, а не подводные. Так как термин «субаквальные почвы» уже несет определенную смысловую нагрузку, чтобы избежать путаницы, мы считаем, что для подводных почв рациональнее применять термин "аквальные почвы", но не включать их в группу гидроморфных, а выделять самостоятельно. Гидроморфные же почвы занимают промежуточное (пограничное) положение между автоморфным почвообразованием и подводным. "Пограничное", "промежуточное" положение мы понимаем не в пространственном смысле, а в процессном. История

исследования и особенности формирования этих почв подробно описаны в работах САШляхова (Шляхов, 1996, 1997). Существующее разночтение говорит о том, что необходимо обсудить такие вопросы, как название подводных почв, их таксономию (т.е. их место в почвенной классификации) и их таксономический уровень.

Вопросы классификационного положения подводных "почвенных образований" мы пока не затрагиваем. Прежде чем решать вопросы о таксономическом положении этих почв, необходимо дать более полное обоснование методологическому положению о том, что подводные "почвенные образования" являются почвой, а не геологическим отложением.

Итак, проблема выделения подводных почв напрямую связана с определением термина «почва». Именно благодаря тому, что авторы по-разному понимают этот термин и возникают разночтения при попытке выделить подводные почвы в современной классификации. В.В. Докучаев предложил под почвой понимать дневные или близкие к ним горизонт ы горных пород (все равно каких), которые более или менее естественно изменены взаимным влиянием воды, воздуха и различных организмов, что находит свое отражение в составе, структуре и цвете таких продуктов выветривания. В этом определении подчеркивается «естественно-исторический» генезис почвы. (Докучаев, 1949). Данному определению удовлетворяют практически все естественные образования на поверхности Земли, включая и морское дно.

В.В.Докучаев, давая определение почве, как "самостоятельному естественно-историческому телу", стремился показать и подчеркнуть, что это не геологические отложения, а совершенно отличное от них природное образование. Вставив в свою формулировку о почве слово "тело", он показал, что почва является материальным образованием. А что это за материальное образование (как "тело"), осталось не раскрытым.

Мы считаем, что под почвенным телом следует понимать нечто материальное, созданное процессами почвообразования, процессами, присущими только почве. Таким образованием, возникающим только в почве (и нигде более), является органоминеральный комплекс или гумус. Комплекс, включающий уникальное образование в виде гумуса и минерального каркаса, это и есть почвенное биокосное тело.

Отсюда вытекает однозначный вывод, что природные образования, в которых образуется гумус, и являются почвой. Нет почв без гумуса, как нет гумуса вне почв. Совершенно не имеет значения то в какой среде формируется это тело (гумус). Это может быть суша планеты, это может быть дно водоемов (озер, морей, океанов). Мы считаем, что смешивать понятия "почвенное тело" и "почвенный профиль" не корректно. Почвенный профиль - это отражение состояния почвы. У нормально развитых почв - это отражение возраста, отражение эволюционной стадии развития почвы. У нарушенных почв - это отражение процессов или накопления материала, или, наоборот, его потеря в результате сноса.

Все изложенное позволяет нам утверждать, что донные отложения, в которых протекают процессы седиментации и процессы разложения отмерших

органических остатков, приводящих к образованию и накоплению гумуса, относятся к категории почва. Это и есть подводные почвы, которые следует называть «аквапочвой». Под "аквапочвами" мы понимаем биокосные тела, формирующиеся на дне водоемов под воздействием почвообразовательных процессов, в результате которых формируется органоминеральный комплекс -гумус. Вся эта логика рассуждения и послужила основанием изучать на прошедшем этапе состав и свойства органического вещества аквапочв, а именно гуминовых кислот как наиболее информативной субстанции. Подробную информацию об аквапочвах необходимо иметь по нескольким причинам:

- необходимы знания об аквапочвах как форме почвообразования в особых физико-химических условиях;

- необходимы знания об особенностях процессов, проявляющихся в аквапочвах;

- необходимо иметь данные о проявлении процессов почвообразования во всех средах биосферы, что позволит расширить наши знания о разнообразии форм функционирования биосферы.

Глава 3. Условия подводного почвообразования в бассейне Японского моря

В морской среде работа факторов почвообразования имеет свою специфику, поэтому в данной главе подробно рассмотрена роль факторов почвообразования в морских условиях. Важнейшие климатические показатели, влияющие на формирование жидкого и твердого стоков в Японском море, распределены очень неравномерно в пространстве и во времени, что связано со значительной меридиональной протяженностью моря. В целом климатический фактор влияет на характер распределения и баланс осадочного материала.

Рельеф, как фактор почвообразования, определяет основные условия седиментогенеза и гумусообразования, а именно, он в первую очередь обуславливает характер распределения поступающего с суши материала на поверхности дна.

Что касается горных пород, как составляющей минерального скелета аквапочв, то существуют как внешние, так и внутренние источники поступления осадочного материала. Поставка осадочного материала определяется всем комплексом физико-географических условий бассейна Японского моря и прилегающей суши. Наиболее существенными источниками поставки являются твердый сток рек, абразия, биологическая продуктивность.

При формировании аквапочв процесс гумусообразования является ведущим почвообразовательным процессом.

Содержание органического вещества подводных почв и характер его распределения по акватории зависят от: 1) биологической продуктивности и поступления на дно автохтонного органического вещества; . 2) гранулометрического состава осадков и условий захоронения, которые, в свою очередь зависят от гидротермического режима, рельефа дна, скорости поступления крупной речной взвеси и продуктов абразии; 3) условий жизни

бентоса (количества потребляемого органического вещества, газового режима среды обитания, физиологических возможностей гетеротрофов).

По своему происхождению все органическое вещество морей и океанов можно разделить на аллохтонное (приносимое в моря с суши) и автохтонное (образующееся непосредственно в самом бассейне седиментации). В процессах гумусообразования аквапочв доминирующую роль играет фитопланктон, а значит, автохтонное органическое вещество. Естественно, условия образования гумусовых веществ в аквальной и автоморфной среде, имеют значительные различия, что сказывается на составе и свойствах формирующихся при этом гумусовых веществ.

Несмотря на большой ряд публикаций как в нашей, так в зарубежной литературе (Заславский, 1993; Маркова, Велев, Петрова, 1993; Романкевич, 1974, 1977; Degens, Моррег, 1975; Jackson, 1975; Raspor, 1988), касающихся состава, свойств и строения гумусовых веществ аквального происхождения, они не рассматриваются с позиций методологии почвоведения. Это связано с тем, что большинство исследователей являются или океанологами, которых в первую очередь гумусовые вещества интересуют как исходное сырье для нефти и газа, или химиками, научные интересы которых распространяются только на состав и свойства отдельных компонентов гумуса, таких как гуминовые кислоты, фульвовые кислоты, липиды, сахара, в отрыве от самого объекта - аквапочв. Тем не менее, гуминовые кислоты являются самой информативной субстанцией, служащей критерием для выяснения происхождения и механизмов преобразования органического вещества в аквапочвах, поэтому они являются одним из основных объектов исследования в данной диссертационной работе.

Глава 4. Объекты и методы исследований

Объектами исследования являлись аквапочвы, отобранные в акватории Японского моря (от б. Светлая до устья р. Туманная) на разном удалении от береговой линии, с глубин от 0.5 до 480 м. и формирующихся в различных фациальных условиях. Образцы отбирались шлюпочной драгой с мешком из мельничного сита № 38, ячей 0.2 х 0.2 мм. Брался только поверхностный слой, являющийся надежным корреляционным уровнем, на котором соприкасаются аквапочвы, образовавшиеся в различное время - от современных до древнейших.

Изученные нами прибрежные почвы представлены тремя типам (пяти подтипами) талассосолей: маршевые почвы (без разделения маршевых типичных и аллювиально-маршевых), подтип маритимных лугово-болотных типичных почв и подтип маритимных луговых глеевых почв, подтип маритимных луговых типичных почв.

Лабораторные исследования образцов аквапочв к талассосолей проводились с использованием аналитических (Сорг. по Тюрину, фракционный состав по Кононовой - Бельчиковой) и спектральных методов (УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопия). Для изучения структурных особенностей гуминовых кислот аквапочв и талассосолей были получены препараты гуминовых кислот из образцов с 21 станции, с глубин от 0.5 до 480 м. и полных профилей из 5 разрезов

основных подтипов талассосолей. Все они отличаются по основным источникам органического вещества и условиям гумусообразования. Препараты гуминовых кислот (гуматы аммония) получены по стандартной методике (Практикум по почвоведению, 1980). Препараты очищали от органоминеральных примесей высаливанием и переосаждением. Зольность препаратов определяли их прокаливанием при 600 °С. Элементный состав гуминовых кислот определяли на CNH - элементном анализаторе ЕА 1112 (Италия). ИК-спектры были отсняты на приборе Spectrum BX, FT - IR system фирмы Perkin Elmer с использованием КВг-техники. Спектры ПМР записывались в 5 миллиметровых ампулах на спектрометре АС - 250 фирмы Вгакег (рабочая чистота 250 мг) ширина развертки 4000 гц (от 0 до 15 мд) время регистрации сигнала 1 с, число импульсов накопления 600. В качестве внутреннего растворителя использовался сигнал NaOD\D2O дельта 4.83.

Глава 5. Состав и распределение гумуса аквапочв и талассосолей

В аквальном почвообразовании процесс гумусообразования является одним из ведущих. Поэтому на нем и было сосредоточено основное наше исследования.

В морях и океанах основным источником органического вещества является планктон. Не существует четкой зависимости величины содержания органического вещества в донных осадках от особенностей распределения и характера живого вещества в океанах и морях. Это отмечается и для изученных аквапочв (табл.1). Обусловлено это тем, что процесс седиментации и фоссилизации органического вещества на дне морей и океанов зависит от различных факторов (течения, глубина).

Таблица 1

Показатели качественного состава гумуса аквапочв Японского моря

Показатели Фациальный тип подводного берегового склона Фациальный тип внутреннего шельфа залива Фациальный тип внешнего шельфа залива Фациальная группа подводного материкового склона

D М 8 D М 8 D М 8 D М 8

Собщ, % от почвы 01-15 06 05 0 5-19 1 1 06 02-19 09 06 0 4-19 10 06

Сгк, % от Собщ 4 2-27 23 19 5 75 4 0-2 7 11 1 71 6 5-32 5 20 1 86 8 7-421 25 9 99

Сфк, % от Собщ 4 6-52 4 13 7 16 5 2032 78 43 3 2-702 16 2 16 8 5 5-29 6 132 83

Состатка, % от Собщ 28 6-76 7 65 0 16 5 672-93 9 81 1 10 3 55 1-90 3 67 5 89 516-736 60 9 75

Сгк/Сфк 0 2-6 0 29 19 0822 15 06 0 3-4 2 21 12 0 3-4 0 20 13

ГК, связ с Са,% от Сгк 37 5-83 3 63 6 17 0 214-5 9 52 5 23 3 12 5-73 7 504 186 316-786 591 16 3

ЕЛ 0 6-5 0 19 05 15-4 0 28 1 1 17-5 0 36 09 21-5 0 36 09

Примечание Здесь и далее Б - диапазон колебаний, М - среднее значение, 5 - среднее квадратичное отклонение.

Гумус изученных аквапочв по составу можно отнести в основном к гуматному типу. Устойчиво восстановительная среда способствует сохранению

органического вещества, что не наблюдается в окислительных условиях. Негидролизуемый остаток составляет 70 - 90 %. Это характерно для аквапочв, сформированных в фациальных типах малых заливов, внутреннего шельфа заливов и подводного берегового склона. В составе органического вещества на долю углерода гуминовых кислот приходится от 4 до 80 % от суммы гуминовых и фульвовых кислот. Содержание фульвокислот значительно меньше. Это обусловлено более благоприятной обстановкой сохранения гуминовых кислот в осадках с повышенным содержанием органического вещества, а фульвокислоты в водной среде более лабильны и почти не захороняются. Несмотря на то, что гуминовые кислоты не являются наиболее стабильным компонентом в органическом веществе, тем не менее, при увеличении содержания гуминовых кислот, подвижность органического вещества и вынос его из аквапочв снижаются.

По содержанию различных компонентов гумуса аквапочв наиболее неоднородной оказывается фация внутреннего шельфа залива Петра Великого. Это связано с тем, что в данной зоне активны современные процессы седиментогенеза и гумусообразования. Наибольшие концентрации органического вещества приурочены к району подводного берегового склона на глубинах более 120 м. Для всех аквапочв заметно незначительное колебание параметров характеризующих, состав гумуса (табл.1), так как морская среда в значительной степени нивелирует общие условия гумусообразования во всем бассейне Японского моря.

При сравнении почв побережья с аквапочвами отмечаются довольно широкие диапазоны изменчивости основных параметров характеризующий состав гумуса прибрежных почв (табл.2).

Таблица2

Показатели качественного состава гумуса изученных талассосолей

Показатели Маршевые (собственно) почвы Маритимные лугово-болотные типичные почвы Маритимные луговые глеевые почвы Маритимные луговые типичные почвы

Б М 8 Б М 8 Б М 8 Б М 8

Собщ, % от почвы 0 3-4 8 15 15 0 3-17 5 39 48 0 6-13 8 59 42 0 6-10 5 47 38

Сгк, % от Собщ 8 1-65 5 29 8 175 7 4-70 9 25 0 19 7 16 7-52 1 317 106 13 5-53 7 28 3 14 3

Сфк, % от Собщ 9 1-33 9 28 7 14 0 6 1-70 8 23 7 16 9 10 1-83 3 38 8 25 0 8 7-67 5 25 2 23 2

Состатка, % от Собщ 3 5-79 3 39 4 26 7 8 1-15 6 519 26 8 1 8-95 0 501 29 5 26 7-76 7 55 0 187

Сгкк/Сфк 0 3-2 2 124 07 0 2-21 12 07 0 2-2 4 12 08 14-2 7 21 04

ГК, связ с Са, % от Сгк 43 6-99 8 78 2 15 9 15 8 894 54 0 26 0 0 0-93 8 34 3 32 0 1 5-66 7 319 24 2

Е</Еб 3 8-6 3 48 11 3 5-5 4 43 06 12-5 0 34 1 1 10-4 0 29 12

Так, содержание Сорг. колеблется от 3 % в нижних горизонтах талассосолей до 17 % в верхних горизонтах. В маршевых и аллювиально-маршевых почвах наблюдается постепенное уменьшение содержания органического вещества вниз по профилю. Это может объясняться тем, что в молодых почвенных образованьях

специфический состав гумуса еще не успел завершить свое формирование и его состав и содержание зависит от множества случайных факторов. Большинство изученных талассосолей содержат, в профиле погребенное органическое вещество, формирование которого происходило в условиях, отличных от современных для каждого конкретного разреза. Отсюда такая большая неоднородность по составу гумуса в пределах даже одного профиля (например изменение характера гумуса с фульватного на гуматный).

Тем не менее, можно выявить некоторые закономерности изменения органического вещества в разных таксонах талассосолей. Так, в ряду почв от маршевых к маритимным луговым типичным почвам, наблюдается тенденция увеличения доли гуминовых кислот свободных и связанных с полуторными окислами, и соответственно, уменьшение доли гуминовых кислот, связанных с кальцием.

Так как гуминовые кислоты являются самой информативной субстанцией гумусовых вещества аквапочв и прибрежных почв, изучение их состава и свойств явилось следующим этапом наших исследований, как одна из главных задач обсуждаемой работы.

Глава 6. Особенности состава и строения гуминовых кислот аквапочв и талассосолей

В изученных вытяжках гуминовые кислоты аквального происхождения имели довольно слабую окраску или были почти бесцветными.

-Ш-ст.15(1),124 м. -в-ст. 23(1), 50 м. —Ж— ст. 32(1), 59 м.

-ст. 31(1), 38 м.

->-ст. 10(2), 301 м. ст. 23(2), 295 м.

225 250 275 300 325 350 пт

Рис. 1 Спектры поглощения гуминовых кислот аквапочв в ультрафиолетовой части спектра.

Это, скорее всего, обусловлено отсутствием в составе источников органического вещества аквапочв лигнина и дубильных веществ. В своей работе Б.А.Скопинцев (Скопницев, 1985) отмечал, что именно при окислении этих соединений накапливаются окрашенные органические вещества. Наибольшие значения оптической плотности приходятся в основном на образцы, взятые с глубоководий. Во всех образцах щелочных вытяжек гуминовых кислот из

аквапочв максимальная интенсивность поглощения наблюдается в области 250 -300 нм (рис. 1). Поглощение в этой области спектра связано с хромофорными группировками атомов с кратными связями и неопределенными электронами в боковых радикалах, а также карбоксильными группировками находящимися в сопряжении с ароматическим ядром молекул данных гуминовых кислот. Алифатические боковые цепи, не несущие двойных связей, такие как цепочки полисахаридов, полипептидов, насыщенных углеводородов, практически не окрашены. Скорее всего, именно они и составляют основу построения большинства изученных нами гуминовых кислот аквального происхождения. Для некоторых образцов гуминовых кислот аквапочв отмечаются небольшие перегибы спектров поглощения в области 250 - 275 нм, характерные для хромофоров: С=С-0=, С=К, С=0, относящиеся к боковым радикалам. Также такая неоднородность спектров может быть обусловлена присутствием в щелочных вытяжках гуминовых кислот различных пигментов, что может затруднять определение хромофорных групп.

Небольшие величины значений оптической плотности щелочных вытяжек гуминовых кислот аквапочв возможно, связаны с более интенсивным новообразованием гумусовых веществ в этих почвах. Полученные нами величины отношений Е4/Е6 и слабое поглощение в видимой области спектра (табл.1) в данных гуминовых кислотах говорят о меньшей степени конденсированности сетки ароматического углерода в аквапочвах о том, что в этих кислотах имеется значительное количество углерода, входящего в состав боковых алифатических цепей. Тем не менее, принципиально одинаковая форма кривой светопоглощения у всех вытяжек гуминовых кислот аквапочв свидетельствует о наличии общего мотива построения этих веществ.

Поглощение щелочных растворов изученных гуминовых кислот прибрежных почв в области от 225 до 650 нм имеет характер сплошного спектра с возрастанием оптической плотности в коротковолновую область. Дня верхних горизонтов всех типов прибрежных почв характерны довольно высокие значения оптической плотности (табл.2, рис.2), по сравнению с нижними горизонтами, окраска которых изменялась от темно-бурой до светло-желтой.

225 250 275 300 325 350 Мл 225 250 275 300 325 350 Цпт

а б

Рис.2 Спектры поглощения гуминовых кислот аллювиально-маршевой (а) и маритимной лугово-болотной почвы (б) в ультрафиолетовой части спектра.

Изменеие значений оптической плотности для всех образцов закономерно уменьшается от верхних горизонтов к нижним. Это обусловлено уменьшением доли «ядерной» части в построении молекул прибрежных почв. Максимальная интенсивность поглощения в области 250 - 300 нм прослеживается во всех

образцах щелочных вытяжек гуминовых кислот как талассосолей, так и аквапочв (табл.2) Спектры поглощения вытяжек гуминовых кислот, полученных из маршевой и аллювиально-маршевой почвы имеют вид постепенно убывающих кривых без резких изгибов (рис.2) В целом, необходимо отметить довольно схожий характер изменения оптической плотности в аквапочвах, маршевых почвах и нижних горизонтах маритимных почв, что говорит о схожем мотиве построения гуминовых кислот этих почв.

Для гуминовых кислот аквапочв и талассосолей характерно сравнительно невысокое содержание углерода и повышенное содержание кислорода (табл.3,4). Данные элементного анализа говорят о значительной замещенности ароматических колец и развитии боковых алифатических цепей. Повышенное отношение С/Н указывает на преобладание алифатических цепочек в построении молекул гуминовых кислот аквапочв. В данных гуминовых кислотах процесс обуглероживания выражен значительно слабее, чем в автоморфных почвах. Процесс гумификации характеризуется нарастанием степени окисления образующихся продуктов. Гуминовые кислоты аквального происхождения относятся к алифатическим сильноокисленным или алициклическим сильноокисленным соединениям. Гуминовые кислоты прибрежных почв - это в основном алициклические или ароматические средне- и сильноокисленные или востановленные соединения, следовательно гуминовые кислоты прибрежных почв имеют более сложное строение.

Таблица 3

Средний элементный состав гуминовых кислот аквапочв, % к абс. сухому беззольному веществу

OieuL'HT Среднее значение, Среднее квадратичное Вероятные пределы колебаний,

% отклонение, а М±<т

С 47 4 М 468-475

33 4 08 325-340

N 69 07 66-78

43 04 40-47

Н 48 02 47-50

40 6 09 39 8-41 6

О 40 9 05 40 4 - 41 3

217 05 212-222

н/с 1 2 01 12-13

С/Н 08 01 08-09

с/о 1 6 01 15-16

о/с 06 01 06-07

C/N 80 08 71-84

fc 24 01 23-24

fo 51 7 14 50 1 -529

0)0 +0 08 0 06 +002- +013

зола 33 08 27-42

Примечание Здесь и далее над чертой - массовая доля, под чертой - атомная доля

Таблица 4

Элементный состав гуминовых кислот основных типов талассосолей, в % к абс. сухому беззольному веществу

№ разреза Содержание, % Зола, % Атомные отношения Гс & 0)0

С N Н О С/Н С/И С/О О/С Н/С

11-95 I 48.9 32.6 м 4.6 16 44.0 37.5 18.8 2.8 0.7 7.0 1.7 0.6 1.4 2.3 45.0 -0.20

11-95 II 47.5 32.3 и 4.4 13 43.1 39.6 20.2 1.2 0.8 7.3 1.6 06 1.3 2.2 47.8 -0.08

11-95 га 46.3 31.1 и 4.2 12 44.0 40.9 20.7 2.4 0.7 7.4 1.5 0.7 1.4 2.1 47.9 -0.08

14-96 Апер. 48.3 32.9 &2 4.7 12 42.9 38.2 19.5 2.5 0.8 6.9 1.7 06 1.3 2.3 47.0 -0.11

14-96 Вб 46.6 31.7 12 4.3 4.6 37.5 411 26.5 5.0 0.9 7.5 1.5 0.7 1.2 2.4 53.4 +0.15

14-96 й 46.0 32.0 и 4.3 5.2 43.2 41.5 21.5 2.2 0.7 7.4 1.5 0.7 1.4 2.2 49.8 +0.01

3-95 А1 48.5 33.4 Ш 4.9 12 42.2 38.0 19.5 3.6 0.8 6.9 1.7 0.6 1.1 2.3 47.5 -0.09

3-95 АС 48.9 34.8 м 5.1 И 39.7 38.1 20.4 4.8 0.9 6.9 1.7 0.6 1.1 2.5 50.4 +0.03

13-96 А<1 513 35.1 м 4.9 11 41.8 212 18.2 4.6 0.8 7.1 1.9 0.5 1.2 2.5 45.5 -0.16

13-96 А1 46.4 33.5 ТА 4.7 4.6 39.4 41.4 22.4 3.7 0.9 7.2 1.5 0.7 1.2 2.4 53.6 +0.16

13-96 ВС ш 32.2 М 4.9 14 43.5 38.5 19.5 2.4 0.7 6.6 1.7 06 1.4 2.2 46.5 -0.14

Для всех полученных спектров, независимо от глубины и условий формирования (рис.1) характерно поглощение в области 3400 см"1 и 3200 см"1 которые обусловлены наличием ОН-групп, группой КЫ- и межмолекулярными водородными связями, благодаря которым в гуминовых кислотах возможны явления полимеризации путем связывания мономеров.

Только для нескольких образцов наблюдаются пики в области 2920 см"1 и 2850 см"1, что обусловлено присутствием метиленовых групп или С-Н алифатическими, принадлежащими к хвостовой части молекулы. Пики поглощения в области 1660 см"1 указывают на присутствие хинонных С=О групп или С=0 в алифатических шести членных циклах. Четко выявляется полоса амид I около 1650 см"'-1640 см"1 почти во всех образцах. Эта полоса проявляется за счет присутствия карбонила амидной группы или группы ОС-К, что свидетельствует о сохранности в молекулах гуминовых кислот отдельных фрагментов протеинов. У всех представленных образцов отмечено поглощение в области 1400 см"1, обусловленное наличием карбоксилатной группировки - это связано с тем, что препараты представлены не кислотой, а ее солью. Область менее 1300 см"1 - особенно богата полосами, большая часть которых трудно поддается расшифровке, так как обусловлена колебаниями углеродного скелета всей молекулы. Тем не менее, четко выявляются полосы деформационных колебаний спиртовых гидроксилов и простых эфиров в области 1150-1050 см"1, что отмечено для всех образцов. Незначительное поглощение, наблюдаемое в области 990 - 940 см"1 и еще менее интенсивное в области 730 см"1, за счет присутствия в молекулах гуминовых кислот ароматических группировок, спиртовых и эфирных но, судя по интенсивности пиков, их участие в построении молекулы довольно незначительное.

В целом для гуминовых кислот аквального происхождения характерна алифатическая структура, вместе с тем ИК-спектры свидетельствуют о наличии конденсированно-ароматических блоков, участвующих в построении молекулы гуминовой кислоты, но их содержание относительно невысокое. Это говорит о том, что при образовании молекул гуминовых кислот сначала происходит распад исходных органических компонентов до мелких блоков и мономеров, а затем путем реакции поликонденсации идет образование гуминовых кислот в водной среде.

Для всех исследуемых спектров гуминовых кислот прибрежных почв характерно довольно интенсивное поглощение в области 3400 и 3200 что обусловлено присутствием -ОН и -С=]Ч-Н групп и межмолекулярными водородными связями (рис.4). Поглощение в области 2900 -2850 см"1 указывает на участие алифатических -СН группировок. Эти полосы наблюдаются в основном в нижних горизонтах мартитмной луговой глеевой почвы (АС, С30), мартитимной лугово-болотной типичной среднемощной (ВО, О), маритимной луговой типичной глубоко гумусированной (ВС, С), маршевой типичной примитивной (II) и верхних горизонтах аллювиально-маршевой перегнойно-оторфованной (I, II).

7,8]—,-,-,-,—И-,-,-,

4187,4 3000 2000 1500 1000 500 212,6

сш-1

Рис.4 ИК-стары гуминовых кислот поверхностных гориюнтов талассосолей:

А - I (аллювиально-маршевая ,В - Апер. (маритимная лугово-болотная), С - I (маршевой типичной), D - At (маритимная луговая глеевая), Е - Ad (маритимная луговая типичная).

Следующая полоса поглощения, наблюдаемая во всех горизонтах маршевой типичной примитивной почвы (I, II, III), аллювиально-маршевой перегнойно-оторфованной (II, III, ТС, У, "И, YII), маритимной луговой глеевой (C]g, Сг£) приходится на 1650-1640 см"1. В горизонте I аллювиально-маршевой перегаойно-оторфованной почвы, А/, А<1, маритимной луговой типичной глубоко гумусированной почвы, АТ, А), АС, СэО маритимной луговой глеевой и ВО, О маритимной луговой глеевой присутствие полосы 1600-1585 см-1. Это обусловлено устойчивыми ароматическими С=С связями и деформационными колебаниями СН2- и СЦ-групп. Во всех исследуемых образцах наблюдается поглощение в области 1400 см-1 за счет карбоксилатной группировки. Довольно четко выявляются полосы деформационных колебаний спиртовых гидроксилов и простых эфиров в области 1150-1050 см-1 , что отмечено для всех образцов. Поглощение в области 1080-1040 см"1 осуществляется за счет присутствия С-0 полисахаридов или 81-0-81 и БЮ-С. Незначительное поглощение, наблюдаемое в области 990-940 см-1 и еще менее интенсивное в области 730 см-1 может быть объяснено за счет присутствия в молекулах гуминовых кислот ароматических группировок, спиртовых и эфирных групп, фосфатных групп и полосы вне плоскостных деформаций -СН.

В целом в построении молекул гуминовых кислот прибрежных почв, как и аквапочв большая доля принадлежит алифатическим группировкам. Исходя из данных ИК-спектрометрии, следует указать на довольно низкое содержание ароматических структур, участвующих в построении молекул гуминовых кислот прибрежных почв и довольно высокое содержание гидроксильных,

карбоксилатных и спиртовых группировок, принадлежащих в основном к гидролизуемой части молекул, аналогично гуминовым кислотам аквапочв.

ПМР-спектры исследованных препаратов гуминовых кислот из всех образцов аквапочв имеют схожий набор характеристических полос, отличающихся лишь по интенсивности и ширине. Были выявлены следующие группы и структурные фргаменты: СНз-группы алифатических цепочек, протоны вторичных и третичных атомов углерода алифатических цепей и гетероциклических соединений, протоны алифатических групп, непосредственно связанных с карбонильными (С=О) и сложно эфирными (СОСЖ)-группами, а также ароматическими фрагментами, ОН-спиртовыми и фенольными группировками, протоны олефиновых фрагментов (-СН=СН-СН=СН-), групп ОН-спиртовых и фенольных и Сахаров, а так же протонам ароматических структур. Для глубоководных (100 - 480 м) станций - выделяется довольно четкий сигнал в характерный для олефинов, которые как правило, приурочены к периферической части молекулы. Спектры исследованных препаратов гуминовых кислот из образцов талассосолей имеют схожий набор характеристических полос с аквапочвами и отличаются лишь по интенсивности и ширине. В области 5.0-6.0 ррм наблюдается сигнал, соответствующий протонам олефиновых фрагментов, ОН-спиртовым и фенольным группировкам, ароматическим и гетероароматическим протонам. Поглощение в этой области отсутствует в аквапочвах.

Таким образом, морская среда создает уникальную геохимическую обстановку, в которой происходит формирование наиболее устойчивых к окислению форм органического вещества, о чем свидетельствует преобладание негидролизуемого остатка в составе гумуса и более простое строение гуминовых кислот. Это связано с тем, что гуминовые кислоты аквального происхождения образуются из компонентов уже заведомо более простого строения и меньшей молекулярной массы. Несмотря на то, что общее содержание гумуса в талассосолях намного выше, чем в аквапочвах, они имеют схожий состав и строение гуминовых кислот, особенно в нижних горизонтах. Специфичностью процесса гумусообразования в маршевых почвах является то, что захоронение органических остатков происходит настолько быстро, что не успевает полностью окисляться, за счет чего наблюдается неоднородность в составе и строении гуминовых кислот этих почв. Тем не менее, при продвижении вглубь континента, мы наблюдаем постепенное усложнение состава и строения гумусовых веществ, скорее всего не столько из-за меньшего влияния моря, а из-за появления в составе органического вещества этих почв лигнина как основного компонента высшей растительности.

Заключение

Исследованиями установлено: в донных отложениях гумусовые вещества не только присутствуют, но их состав и строение схожи с подобными веществами, прилегающих к океану прибрежных почв. Гумус изученных аквапочв можно отнести в основном к гуматному типу. Большая часть органического вещества в нем (до 80 %) приходится на негидролизуемый остаток. По мере продвижения

органики на глубину происходит ее постепенное преобразование, в результате которого до дна доходит уже устойчивое к минерализации органическое вещество. На долю гуминовых кислот приходится от 40 до 80 % от суммы всех гумусовых кислот. Это связано с тем, что фульвокислоты более лабильны и почти не захороняются в морской среде. Наиболее неоднородной по содержанию и качественному составу органического вещества является зона внутреннего шельфа залива Петра Великого, а именно островное мелководье (до 60-ой изобаты). Здесь встречаются как крайне низкие (до 0.05 %) так и довольно высокие (до 2 %) значения содержания Сорг. Причину такой неоднородности можно объяснить за счет активных процессов седиментации и перераспределения органического вещества. Наибольшие концентрации органического вещества сосредоточены в небольших закрытых бухтах и заливах, а также в верхней части материкового склона на глубинах от 250 м. Своеобразие условий, в которых протекают процессы гумусообразования (на границе литосфера-гидросфера), накладывает свой отпечаток и на строение образующихся гуминовых кислот. В первую очередь это выражается в цвете этих соединений. Гуминовые кислоты аквального происхождения или слабо окрашены или практически бесцветны. Для них характерны низкие значения величины оптической плотности. Невысокие значения оптической плотности, видимо, связаны с постоянным новообразованием гумусовых веществ в этих почвах, а возрастающая величина отношения Е4/Е6 говорит о невысокой степени конденсированности сетки ароматического углерода в аквапочвах. Тем не менее, принципиально одинаковая форма кривой светопоглощения у всех вытяжек гуминовых кислот аквапочв свидетельствует о наличии общего мотива построения этих веществ.Этоо группа молодых гуминовых кислот, образующихся на первых стадиях процесса гумификации и они характеризуются наиболее заметными колебаниями элементного состава. Основными причинами такой полидисперсности и гетерогенности по химическому составу гумусовых кислот являются неоднородность и сложность химического состава исходных гумусообразователей, а также короткая стадийность самого процесса гумификации. Вместе с тем условия среды постоянно варьируют во времени, что сдерживает процессы конденсации гуминовых кислот. Об этом свидетельствуют и данные ИК- и ЯМР-спектрометрии, подтверждая наличие хорошо выраженного углеродного скелета с открытой цепью, присутствие гидроксилов третичных спиртов, что также характерно для новообразованных (молодых) гуминовых кислот.

Распределение органического вещества в прибрежных почвах или талассосолях носит неупорядоченный характер и максимальные количества гумуса не всегда приходятся на верхние горизонты. Большинство изученных талассосолей содержит в профиле погребенное органическое вещество. Наблюдается большая неоднородность по составу гумуса даже в пределах одного профиля. Объясняется это тем, что в молодых почвенных образованиях вновь образованный гумус не успел завершить формирование, что зависит от множества случайных факторов. В ряду почв от маршевых к маритимным луговым типичным наблюдается тенденция увеличения доли гуминовых кислот свободных

и связанных с полуторными окислами, и, соответственно, уменьшение доли гуминовых кислот, связанных с кальцием, а также увеличение значений оптической плотности вытяжек гуминовых кислот.

Таким образом, существует неоднородность в распределении органического вещества и состава различных фракций гумуса в прибрежных почвах вследствие активного влияния моря, оказывающего воздействие на все почвообразовательные процессы в этих почвах. Для морской среды характерны относительно низкие содержания органического вещества. Схожий характер изменения оптической плотности в аквапочвах и нижних горизонтах прибрежных почв, данные ИК- и ЯМР-спектрометрии говорят о схожем мотиве построения гуминовых кислот этих почв.

Все изложенное позволяет сделать некоторые общие выводы об особенностях формирования аквапочв:

аквапочвы - это продукт особой формы почвообразования, где сырьем для процессов гумусообразования является автохтонное органическое вещество;

процессы гумусообразования в аквапочвах идут «in situ», что приводит к формированию подводных почв - «аквапочв»;

в зоне мелководья (до 60 м) идет постоянное омоложение продуктов седиментации, а глубже - условия более стабильны;

аквапочвы составляют самостоятельную природную гидро-почвенную область шельфовой зоны морей и подводного материкового склона;

аквапочвы по режиму увлажнения должны занимать крайнее положение в ряду: автоморфные почвы - полугидроморфные - гидроморфные - подводные (аквапочвы);

состав и строение гумусовых веществ имеют близкое сходство с гумусовыми веществами прибрежных почв;

гуминовые кислоты аквапочв - это молодые слабоокрашенные гуминовые кислоты, с невысокой степенью конденсированности сетки ароматического углерода и заметным колебанием элементного состава, образующихся на начальной стадии гумификации и для них характерна алифатическая или алициклическая структура;

процесс аквального почвообразования на нашей планете является самым древними педосферным процессом;

В верхних слоях литосферы на нашей планете протекает единый почвообразовательный процесс, а аквапочвы являются всего лишь формой проявления этого процесса, идущего в морской среде.

Все изложенное позволяет нам утверждать, что донные отложения, в которых протекают одновременно процессы седиментации и процессы разложения отмерших органических остатков, приводящих к образованию и накоплению гумуса, относятся к категории почв.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Нестерова О В. Распределение органического вещества в поверхностном слое донных осадков Японского моря // Тез. докл. региональной конференции по

актуальным проблемам морской биологии и экологии. Владивосток, Изд-во ДВГУ. 1998. С.102-104.

2. Нестерова ОБ. Сравнительная характеристика оптических свойств морских грунтов, маритимных и автоморфных почв // Материалы научной конференции "Экологическое состояние и ресурсный потенциал естественного и антропогенно-измененного почвенного покрова". Владивосток, Изд-во: ДВО ДОП РАН. 1998. С.182-186.

3. Нестерова О.В. Состав гумуса талассосолей побережья Японского моря // Тез. межд. конф. "Биогеография почв". г.Сыктывкар, 2002. С. 140.

4. Нестерова О.В., Семаль В.А Инфракрасные спектры поглощения прибрежных почв // Тез. межд. конф. "Биогеография почв". г.Сыктывкар, 2002. С.121-122.

5. Нестерова О.В., Трегубова В.Г. Донные отложения или аквапочвы? // Тез. докл.У Докучаевских молодежных чтений // Сохранение почвенного разнообразия в естественных ландшафтах. Санкт-Петербург, 2002. С.39 - 40.

6. Нестерова О.В. Особенности процессов гумусообразования в зоне перехода от континента к океану // Доклады международного экологического форума "Сохраним планету Земля". Санкт-Петербург, изд-во Центрального музея почвоведения им. В.В. Докучаева. 2004. С.441 - 445.

7. Нестерова О.В., Семаль ВА. Инфракрасные спектры поглощения гуминовых кислот прибрежных почв // Труды II международной конференции Туминовые вещества в биосфере". Москва, Изд-во МГУ. 2004. С.252 - 256.

8. Шляхов СЛ., Нестерова О.В. Состав гумуса талассосолей побережья Японского моря // Труды II международной конференции 'Туминовые вещества в биосфере". Москва, изд-во МГУ. 2004. С.ЗОЗ - 307.

9. Nesterova O.V. Features of the processes of humus formation on the boundary between continent and ocean // Bridges of science between North America and the Russian Far East. An international conference on the arctic and north pacific. 2004. P. 38-39.

10. Ивлев А.М., Нестерова О.В. К вопросу об изучении аквапочв // Вестник ДВО РАН. 2004. № 4. С.47 - 52.

И. Нестерова О.В. Инфракрасные спектры поглощения гуминовых кислот донных осадков залива Петра Великого // Почвы и почвенный покров российского Дальнего Востока / Труды дальневосточного отделения Докучаевского общества почвоведов РАН. Том 3. Владивосток: ДВО ДОП, 2005. С. 110-114.

12. Нестерова О.В. История выделения подводных почв // Почвы и почвенный покров российского Дальнего Востока / Труды дальневосточного отделения Докучаевского общества почвоведов РАН. Том 1. Владивосток: ДВО ДОП, 2005. С.30-33.

13. Ивлев А.М., Нестерова О.В. О понятии "почвенное тело"// Фапьцфейшвсыа читання: 36ipHHK наукових праць в 2-х томах. - Херсон: Терра, 2005. - Т. 1. - С. 214

15 ИЮЛ 2005

Подписано в печать 25 06.2005 г. Формат 60x90/16. Уч. изд л 1. Тираж 100 экз Заказ 285. Отпечатано в типографии ЧП Ермаков, г Владивосток, ул. Адм. Кузнецова, 76.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Нестерова, Ольга Владимировна

Введение.

Глава 1. История исследования подводного почвообразования.

Глава 2. Методологические аспекты, связанные с проблемой изучения аквапочв.

Глава 3. Условия подводного почвообразования в бассейне Японского моря.

Глава 4. Объекты и методы исследований.

Глава 5. Состав и распределение гумуса аквапочв и талассосолей.

Глава 6. Особенности состава и строения гуминовых кислот аквапочв и талассосолей.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Особенности процессов гумусообразования в морской среде на примере залива Петра Великого"

Актуальность. Работа посвящена исследованию аквапочв или подводных почв. Тема исследования является новым научным направлением в почвоведении, хотя термины «подводные почвы», «субаквальные почвы», «аквапочвы» известны почвоведам более 50 лет. Изучение подводного почвообразования является частью развивающегося на кафедре почвоведения и экологии почв ДВГУ нового направления об особенностях приокеанического почвообразования. А.М.Ивлевым разработана концепция о переходной зоне от континента к океану и показаны фациальные особенности почвообразования в этой зоне (Ивлев, 1984). Профессор кафедры Б.Ф.Пшеничников, в развитие этой концепции, показал влияние океана на почвообразование в почвах Сихотэ-Алиня, находящихся под прямым его воздействием (Пшеничников, 2002). Доцентом кафедры А.Ф.Костенковой было начато исследование маршевых почв на низких побережьях залива Петра Великого (Костенкова, 1979, 1987, 1989). Выпускник этой же кафедры С.А.Шляхов продолжил эти исследования, завершил их сводкой об особенностях почвообразования в прибрежных почвах и классификацией (Шляхов, 1996, 1997, 2000). Логическим продолжением явилось изучение аквапочв или подводных почв, что и является предметом защиты данной диссертации.

Так как не все исследователи принимают подводные почвы как объект науки почвоведения, в данной диссертации наряду с изложением экспериментальных исследований, включен раздел о методологическом подходе раскрытия понятия аквапочв. Особенностью данной работы является и то, что помимо аквапочв в качестве объектов исследования выбраны прибрежные почвы — талассосоли, являющиеся переходными от океана к континенту. Сравнительная оценка гумусовых веществ, выделенных из аквапочв и талассосолей, поможет раскрыть механизмы единого гумусообразовательного процесса для всей поверхности Земли.

Целью работы является обоснование выделения аквапочв как особой, самостоятельной формы почвообразования, протекающей в морской геохимической среде, а также отображение уникальности состава и строения гумусовых веществ аквапочв и их сравнительная оценка с гумусовыми веществами талассосолей, формирующихся в зоне перехода от океана к континенту.

Для этого были поставлены следующие задачи:

1.Изучить качественный состав гумуса и распределение органического вещества в аквапочвах и прибрежных почвах (талассосолях).

2.Выявить особенности строения гуминовых кислот аквапочв и установить особенности их формирования.

3.Дать сравнительную характеристику гуминовых кислот аквапочв и прибрежных почв.

4.Изучить особенности гумусообразования на контакте суши и морской среды.

Научная новизна. Объектом исследования явились аквапочвы залива Петра Великого, Японского моря (Российский сектор), а также талассосоли Японо-морского побережья. Изучение подводных объектов и формирующихся в них гумусовых веществ с точки зрения почвоведения было сделано впервые. В работе показано, что в морской среде формируются уникальные почвенные образования, несущие свойства почв, где главным продуктом почвообразования являются гумусовые вещества. Эти почвенные образования относятся к аквапочвам. По нашим данным, процесс гумусообразования в аквапочвах имеет свои отличительные особенности, что приводит к образованию своеобразных по строению гуминовых кислот.

Данная работа дает возможность проследить особенности гумусообразовательного процесса, протекающего как в гидроморфных, полугидроморфных, так и автоморфных условиях при различных источниках поступления органического вещества, что также является новым научным материалом.

Отбор образцов аквапочв был проведен во время научных рейсов НИС «Академик Опарин» в 1998 — 2001 годы. Основные аналитические работы проведены на базе лаборатории почвоведения и экологии почв АЭМББТ ДВГУ, кафедры органической химии ДВГУ, лаборатории ЯМР-спектроскопии ТИБОХ ДВО РАН, лаборатории почвоведения и экологии почв БПИ ДВО РАН.

Полученные результаты исследований позволили представить к защите следующие положения:

1. В морской среде формируются уникальные почвенные образования, несущие свойства почв, где главным продуктом почвообразования являются гумусовые вещества. Эти почвенные образования относятся к подводным почвам или аквапочвам.

2. Процесс гумусообразования в аквапочвах имеет свои отличительные особенности, что приводит к образованию своеобразных по строению гуминовых кислот, а именно: это молодые слабоокрашенные гуминовые кислоты с невысокой степенью конденсированности сетки ароматического углерода и заметным колебанием элементного состава, образующиеся на начальной стадии гумификации и для них характерна алифатическая или алициклическая структура.

Апробация материала. Основные положения диссертации были доложены на заседании Докучаевского общества почвоведов, г.Владивосток (2001, 2003, 2004 гг.), на Докучаевских молодежных чтениях, С.-Петербург (2002г.), на международной конференции "Биогеография почв", г.Сыктывкар (2002 г.), на 2 международной конференции "Гуминовые вещества в биосфере", Москва (2003 г.), на международном форуме "Сохраним планету Земля", С.-Петербург (2004 г.), на международной конференции "Мосты между северной Америкой и Российским Дальним Востоком. Прошлое, настоящее и будущее", г.Владивосток (2004 г.), на IV международной научной конференции "Фальцфейновские чтения", г.Херсон, Украина (2005г.).

Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы при изучении химического строения гуминовых кислот различного происхождения, а также особенностей процессов гумусообразования в различных природных условиях. Методологические аспекты, касающиеся аквапочв, могут найти применение при решении вопросов генезиса и классификации почв.

Личный вклад. Автором были самостоятельно отобраны образцы аквапочв для исследования, выполнена вся практическая работа по постановке экспериментов, получению аналитического материала и его обработка.

Благодарности. Выражаю признательность и благодарность за неоценимую помощь и всестороннюю поддержку научному руководителю д.б.н., профессору Ивлеву A.M. Содействие в участии в экспедиции и помощь при отборе и анализе образцов оказал к.х.н. Исаков В.В. за что, пользуясь случаем, приносим ему искреннюю благодарность. Участие в отборе образцов аквапочв принимал студент кафедры почвоведения и экологии почв АЭМББТ ДВГУ А.Болотин. Образцы талассосолей были любезно предоставлены к.б.н. С.А.Шляховым, за что выражаем признательность и благодарность, а также за высказанные советы во время проведения исследований. За поддержку и ценные советы при оформлении диссертационной работы выражаем большую признательность д.б.н. В.И.Голову. Большую помощь в проведении аналитических работ оказали вед.инж Куркина O.K., н.с. Семаль В.А., д.б.н. Пуртова JI.H., вед. инж. Лисовский А.Ю., вед. инж. Сизова Н.А., н.с. Сазонова И.Ю., за что автор выражает им искреннюю благодарность и признательность.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Нестерова, Ольга Владимировна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Преобладание водной поверхности над сушей - одно из условий поддержания жизни на Земле. В.В.Бахнов в своей работе (Бахнов, 2002) указывал, что Мировой океан, взаимодействуя с сушей, стабилизирует окружающую среду на поверхности планеты. Функциональная связь океана с сушей проявляется в подводном почвообразовании.

Тем не менее, выделенные формы подводного почвообразования в настоящее время относятся к компетенции разных наук - литологии, болотоведения и почвоведения. На наш взгляд это скорее связано с традициями, принятых в научном мире, из-за чего отнесение верхних слоев донных осадков водоемов и торфяной залежи к почвам может вызвать несогласие некоторых литологов, болотоведов и даже почвоведов.

Действительно, применяемое в океанологии и смежных с ней науках определение «донные осадки» — понятие неоднозначное. Его толкование в значительной степени зависит от целей исследований и специалисты каких областей науки будут его использовать (геологи, океанологи, инженеры или биологи). Например, с точки зрения биологии под этим термином понимается слой толщиной в несколько сантиметров непосредственно у границы раздела вода — дно. Его нижняя граница определяется в основном глубиной проникновения основной массы закапывающихся животных.

Все это связано с тем, что теоретические основы науки о почве базируются на результатах изучения почв, сформированных на литосферной оболочке суши.

Тем не менее подводное почвоведение только зарождается и в будущем станет одним из новых направлений в почвоведении. Донные осадки водных экосистем, выполнявшие в прошлом и выполняющие в настоящее время важные биосферные функции, занимают 2/3 поверхности земли, а значит, велика историческая роль подводных почв в становлении современной биосферы.

Термин «подводные почвы» введен в науку давно (Полынов, Соколов, Серышев и т.д.), однако широкого распространения не получил. Это связано с тем, что нет четкого определения этому явлению и авторы используют различную терминологию при названии этих объектов, а именно: «подводные почвы», «морские почвы», «аквазем», «субаквальные почвы», «аквапочвы» и т.д. Каждый автор вкладывал в используемые термины свое понимание, хотя речь идет об одном и том же процессе подводного почвообразования. Использование разных определений лишь вносит путаницу, о чем мы уже упоминали в предыдущих главах. Принятое толкование понятия, что аквапочва есть «подводная почва», не объясняет характер этого образования, хотя оно и отнесено к категории «подводных почв» на основании обнаружения в них гумусовых веществ.

Гумусовые вещества и в частности гумус являются главным атрибутом почв. Без гумуса нет почв, также как гумус не бывает вне почв. Именно образование гумуса на поверхности минеральных образований и служит основанием перевода их в категорию нового природного тела - почву.

Согласно многим исследователям (Асандрова, 1980; Морозов, 1988; Орлов, 1985; Дергачева, 2004) гумус следует считать сугубо почвенным атрибутом, он включает лишь ту часть органических веществ почвы, которая потеряла анатомическое строение исходных растительных остатков, подверглась в почве гумификации и формирует гумусовые горизонты, равномерно прокрашивая минеральную массу их в темный цвет. Океанологи же, изучающие состав донных отложений и первыми выявившие в них гумусовые вещества, не отнесли донные отложения к почвам, а сохранили за ними название донных отложений, как продукта седиментации. Б.А.Скопинцев (1985) отмечал, что возраст почвенного гумуса составляет несколько сотен лет, а возраст органического вещества глубинных вод Тихого океана достигает 3 тысяч лет.

Наши исследования показали, что в донных отложениях не только содержатся гумусовые вещества, но их состав, и их строение схожи с подобными веществами прилегающих к океану прибрежных почв. Согласно нашим исследованиям установлено, что автохтонное органическое вещество имеет первостепенное значение в процессе гумусообразования в морской среде. Аквапочвы — это продукт особой формы почвообразования, где «сырьем» для процессов гумусообразования является автохтонное органическое вещество. Процессы гумусообразования в аквапочвах идут «in situ», что и приводит к формированию подводных почв - "аквапочв".

Основным сырьем для проявления процессов гумусообразования и последующего образования гумуса является отмершая морская фауна. Океанологами (Романкевич, 1987) установлено, что образующаяся в стометровой толще воды биомасса расходуется по пути ко дну в различных пищевых цепях. В результате этого дна достигает всего 2 % от исходной массы. Это и объясняет невысокое содержание органического вещества в поверхностном слое донных осадков, несмотря на древний возраст морей и океанов. Это иллюстрируется и нашими данными. Содержание органического вещества в аквапочвах Японского моря не превышает 2 %.

Гумус изученных аквапочв можно отнести в основном к гуматному типу. Большая часть органики в нем (до 80%) приходится на негидролизуемый остаток. По мере продвижения органики на глубину происходит ее постепенное преобразование, в результате которого до дна доходит уже устойчивое к минерализации органическое вещество.

На долю гуминовых кислот приходится от 40 до 80 % от суммы всех гумусовых кислот. Это связано с тем, что фульвокислоты более лабильны и почти не накапливаются в аквапочвах. Наиболее неоднородной по содержанию и качественному составу органического вещества является зона внутреннего шельфа залива Петра Великого, а именно островное мелководье (до 60-ой изобаты). Здесь встречаются как крайне низкие (до 0.05 %), так и довольно высокие (до 2 %) значения содержания Сорг. Причину такой неоднородности можно объяснить за счет активных процессов седиментации и перераспределения органического вещества, протекающих в данной зоне. Наибольшие концентрации органики сосредоточены в небольших закрытых бухтах и заливах, а также в верхней части материкового склона.

Своеобразие условий, в которых протекают процессы гумусообразования (на границе литосфера-гидросфера), накладывает свой отпечаток и на строение образующихся гуминовых кислот. В первую очередь это выражается в цвете этих соединений. Гуминовые кислоты аквального происхождения или слабо окрашены или практически бесцветны. Для них характерны низкие значения величины оптической плотности. Невысокие значения оптической плотности, видимо, связаны с постоянным новообразованием гумусовых веществ в этих почвах, а возрастающая величина отношения Е4/Е6 говорит о невысокой степени конденсированности сетки ароматического углерода в аквапочвах. Тем не менее, принципиально одинаковая форма кривой светопоглощения у всех вытяжек гуминовых кислот аквапочв свидетельствует о наличии общего мотива построения этих веществ. Видимо, это группа молодых гуминовых кислот, образующихся на первых стадиях процесса гумификации. Эти гуминовые кислоты характеризуются наиболее заметными колебаниями элементного состава. Основными причинами такой полидисперсности и гетерогенности по химическому составу гумусовых кислот являются неоднородность и сложность химического состава исходных гумусообразователей, а также короткая стадийность самого процесса гумификации. Вместе с тем, условия среды постоянно варьируют во времени, что сдерживает процессы конденсации гуминовых кислот.

Об этом свидетельствуют и данные ИК- и ЯМР-спектрометрии подтверждая наличие хорошо выраженного углеродного скелета с открытой цепью, присутствие гидроксилов третичных спиртов, что также характерно для новообразованных (молодых) гуминовых кислот.

Прибрежные почвы или талассосоли формируются в своих уникальных геохимических условиях. Это сухопутные, но еще гидроморфные условия, испытывающие влияние и воздействие морских вод. Они занимают короткую полосу в группе прибрежно-континентальных экосистем зоны перехода от океана к континенту, где условия почвообразования очень разнообразны.

Распределение органики по профилю почвы часто носит неупорядоченный характер. Максимальные количества гумуса не всегда приходятся на верхние горизонты. Большинство изученных талассосолей содержит в профиле погребенное органическое вещество, формирование которого происходило в условиях, отличных от современных для конкретного разреза, отсюда большая неоднородность по составу гумуса даже в пределах одного профиля (например, изменение характера гумуса с фульватного на гуматный). Объясняться это тем, что в молодых почвенных образованиях вновь образованный гумус не успел завершить формирование, что зависит от множества случайных факторов. Несмотря на отмеченную неоднородность в составе гумуса, выявляются некоторые закономерности изменения свойств органического вещества в ряду таксонов талассосолей. Так, в ряду почв от маршевых к мартимным луговым типичным наблюдается тенденция увеличения доли гуминовых кислот свободных и связанных с полуторными окислами, и, соответственно, уменьшение доли гуминовых кислот, связанных с кальцием, а также увеличение значений оптической плотности вытяжек гуминовых кислот. Считается, что более молодые в генетическом отношении гуминовые кислоты имеют меньшие значения оптической плотности, чем зрелые. Такая тенденция вполне закономерна, так как маритимные почвы относятся к уже вполне сформированным автоморфным почвам и влияние моря на них проявляется меньше всего по сравнению с другими типами талассосолей. Поглощение щелочных растворов изученных гуминовых кислот в области от 225 до 650 нм имеет характер сплошного спектра с возрастанием оптической плотности в коротковолновую область. Максимальная интенсивность поглощения наблюдается в области 250 — 300 нм. Для верхних горизонтов всех типов прибрежных почв характерны довольно высокие значения оптической плотности по сравнению с нижними горизонтами, окраска которых изменялась от темно-бурой до светло-желтой.

В качестве основных хромофоров, присутствующих в молекулах гуминовых кислот талассосолей можно выявить преобладание таких группировок, как карбонильные, двойные и тройные цепочки углеродных связей, связи C=N, С=0 и шестичленные ароматические циклы. В целом, необходимо указать на довольно схожий характер изменения оптической плотности в аквапочвах, маршевых почвах и нижних горизонтах маритимных почв, что говорит о схожем мотиве построения гуминовых кислот этих почв.

Таким образом, существует неоднородность в распределении органического вещества и состава различных фракций гумуса в прибрежных почвах, вследствие активного влияния моря, оказывающего воздействие на все почвообразовательные процессы в этих почвах. Для морской среды характерны относительно низкие содержания органического вещества, вероятно, за счет более быстрой минерализации и более полного использования в процессе пищевых взаимодействий. Тем не менее, схожий характер изменения оптической плотности в аквапочвах и нижних горизонтах прибрежных почв говорит о схожем «мотиве» построения гуминовых кислот этих почв.

Все изложенное позволяет сделать некоторые общие выводы об особенностях формирования аквапочв: аквапочвы — это продукт особой формы почвообразования, где сырьем для процессов гумусообразования является автохтонное органическое вещество; процессы гумусообразования в аквапочвах идут «in situ», что приводит к формированию подводных почв — «аквапочв»; в зоне мелководья (до 60 м) идет постоянное омоложение продуктов седиментации, а глубже условия более стабильны; аквапочвы составляют самостоятельную природную гидро-почвенную область шельфовой зоны морей и подводного материкового склона; аквапочвы по режиму увлажнения должны занимать крайнее положение в ряду: автоморфные почвы — полугидроморфные — гидроморфные - подводные (аквапочвы); состав и строение гумусовых веществ имеют близкое сходство с гумусовыми веществами прибрежных почв; гуминовые кислоты аквапочв - это молодые слабоокрашенные гуминовые кислоты, с невысокой степенью конденсированности сетки ароматического углерода и заметным колебанием элементного состава, образующихся на начальной стадии гумификации и для них характерна алифатическая или алициклическая структура; процесс аквального почвообразования на нашей планете является самым древними педосферным процессом.

В верхних слоях литосферы на нашей планете протекает единый почвообразовательный процесс, а аквапочвы являются всего лишь формой проявления этого процесса, идущего в морской среде.

Все изложенное позволяет нам утверждать, что донные отложения, в которых протекают одновременно процессы седиментации и процессы разложения отмерших органических остатков, приводящих к образованию и накоплению гумуса, относятся к категории почв. Это и есть подводные почвы, которые следует называть «аквапочвой».

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Нестерова, Ольга Владимировна, Владивосток

1. Аксенов А.А. Некоторые результаты изучения современных фаций прибрежной зоны моря // Литология и полезные ископаемые. 1965. № 2. С. 141-153.

2. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука, 1980. 288 с.

3. Баженова O.K., Бурлин Ю.К. Роль исходного органического вещества в формировании нефтематеринского материала кремнистых образований // Органическое вещество современных и ископаемых осадков. М.: Наука, 1985. С. 31-38.

4. Бамбалов Н.Н. Выделение и свойства препаратов лигнина из гумифицированных материалов // Почвоведение. 2001. № 5. С. 549-556.

5. Батоян В.В. Особенности геохимического профиля подводных почв в водоемах с нейтральной реакцией // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1983. №3 с. 79-86.

6. Бахнов В.К. Почвообразование: взгляд в прошлое и настоящее (биосферные аспекты) // Новосибирск, Изд-во СО РАН. 2002. 117с.

7. Безруков П.Л., Лисицын А.П. Классификация осадков современных морских водоемов // Тр. Ин-та океанол. АН СССР. 1960. т.32. С. 3-14.

8. Безуглова О.С. Гумусное состояние почв юга России. Ростов-на-Дону: Издательство СКНЦВШ, 2001. 228 с.

9. Беллами Л. Инфракрасные спектры. М.: Изд-во Иностранной литературы. 1963. 596 с.

10. Берсенев И.И., Берсенев Ю.И., Леликов Е.П. // Новые данные о геологическом строении дна японского моря (по материалам 20-го рейса НИС «Первенец») / Геология окраинных морей Тихого океана. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1975. С. 3-14.

11. Бирюкова О.Н., Орлов Д.С. Содержание и состав гумуса в основных типах почв России // Почвоведение. 2004. № 2. С. 171-188.

12. Богданов В.И., Лисицын А.П., Романкевич Е.А., Органическое вещество взвесей и донных осадков морей и океанов / Органическое вещество современных и ископаемых осадков. М.: Наука. 1971. С. 35-104.

13. Боголюбова Л.И., Стукалова И.Е. Исходный растительный материал сапропелевого вещества меловых «черных сланцев» Атлантического океана // Проблемы литологии Мирового океана / Тр. Геол. ин-та. Вып. 397. М.: Наука, 1984. С. 5-9.

14. Богоров В.Г. Планктон Мирового океана / Органическое вещество современных и ископаемых осадков. М.: Наука. 1971. С. 104 120. М.: Наука, 1974. С.157-199.

15. Бордовский O.K. Накопление и преобразование органического вещества в морских осадках. М.: Наука. 1964. 127 с.

16. Бордовский O.K. Роль климатического фактора в накоплении органического вещества в океанических осадках / Органическое вещество современных и ископаемых осадков. М.: Наука. 1971. С. 104-120.

17. Василевская Н.А., Голяшин В.Н., Денисенко Н.М., Максимов О.Б. Химическое исследование гуминовых кислот донных осадков западных районов Тихого океана // Океанология. 1977. T.XVII. вып.З. С. 459-469.

18. Вассоевич Н.Б., Конюхов А.И., Лопатин Н.В. Общее и особенное в образовании углей, нефти и углеводородных газов // Горючие ископаемые: Междунар. геол. конгр. XXVcec. Докл. Сов. геологов. М.: Недра, 1976. С. 65— 66.

19. Вернадский В.И. Об анализе почв с геохимической точки зрения // Почвоведение. 1936. №1. С. 30-39.

20. Вески Р.Э. Почвоведение наука о биокосных системах // Почвоведение. 1982. № 19. С. 18-25.

21. Вески Р.Э. О некоторых путях дальнейшего развития учения о почвах // Почвоведение. 1985. № 3. С. 79-85.

22. Виноградов М.Б., Сажин А.Ф. Вертикальное распределение основныхгрупп зоопланктона в северной части Японского моря // Океанология. 1978. т. 18/ вып.2. С. 312-319.

23. Владыченский С.А. Некоторые вопросы "подводного почвообразования" и использования мелководий // Почвоведение. 1968. № 3. С.9—18.

24. Глазовская М.А. Почвы мира. 4.1. М.: Изд-во МГУ, 1972. 231 с.

25. Дергачева М.И. Органическое веществ почв: статика и динамика. Новосибирск: Наука, 1984. 152 с.

26. Дергачева М.И. Система гумусовых веществ почв. Новосибирск: Наука, 1989. 109 с.

27. Докучаев В.В. Лекции о почвоведении. Избранные сочинения.Т.З. Картография, генезис и классификация почв. М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы. 1949.С.339-375.

28. Дроздова Т.В. Хитини и его превращения в природных процессах. Образование меланоидов // Успехи современной биологии. 1959. Т. XLVII. Вып.З. С. 277-296.

29. Ершов Ю.И. Закономерности почвообразования в зоне перехода от Евразийского континента к Тихому океану. Москва: Наука, 1984. 262 с.

30. Жмур С.И., Горленко В.М., Розанов А.Ю. и др. Цианобактериальная бентосная система — продуцент углеродистого вещества шунгитов нижнего протерозоя Карелии // Литология и полезные ископаемые. 1993. № 2. С. 122— 127.

31. Заварзина А.Г., Демин В.В. Кислотно-основные свойства гуминовых кислот различного происхождения по данным потенциометрического титрования//Почвоведение. 1999. № 10. С.1246-1254.

32. Заславский Е.М. Методические подходы к изучению гуминовых веществ вморских осадках / Методы исследования органического вещества в океане. М.: Наука, 1980. С. 176-186.

33. Заславский Е.М. Гуминовые вещества морских донных отложений // Органическое вещество донных отложений Волжских водохранилищ. Тр. Инта. биол. внутр. вод. РАН. Спб. Гидрометеоиздата , 1993. С.57-66.

34. Ивлев A.M. Теория почвообразования: учебное пособие // Издательство ДВГУ, Владивосток, 1984. 106 с.

35. Кленова М.В. Геология моря. М.: Учпедгиз. 1948. 495 с.

36. Ключи к таксономии почв. Департамент сельского хозяйства США. Федеральная служба охраны природных ресурсов. Издание седьмое, Линкольн, Небраска, 1997. 410 с.

37. Ковалевский Д.В., Пермин А.Б., Перминова И.В., Петросян B.C. Выбор условий регистрации количественных 13 С ЯМР-спектров гумусовых кислот // Вестн. Моск. Ун-та. Сер.2. Химия. 2000. Т.41. № 1. С.39^12.

38. Ковда В.А., Лобова Е.В., Розанов Б.Г. Проблема классификации почв мира // Почвоведение. 1967. № 4. С.3-22.

39. Комсиссаров И.Д., Логинов Л.Ф., Стрельцова И.Н. Спектры поглощения гуминовых кислот // Науч. Тр. Тюменск. с.-х. ин-та, 1971, т. XIV. С. 75-90.

40. Контрович А.Э., Ларичев А.И., Таквел К. Геохимия среднепротерозойской нефти в бассейне Мак-Артур в Австралии // ДАН. 1996. Т. 346, № 6. С. 800— 803.

41. Коншин В.Д., Кузнецов С.И. К вопросу о коренном различии между почвами и донными иловыми отложениями // Биология внутренних вод: информационный бюллетень. 1975. № 26. С. 54-57.

42. Корсунов В.М., Чиркова В.М. Особенности гумуса мерзлотных почв

43. Забайкалья // Почвоведение. 2003. № 3. С. 301-307.

44. Костенкова А.Ф. Маршевые почвы юга Приморья и особенности их солевого состава // Почвоведение. 1979. № 2. С. 22-29.

45. Костенкова А.Ф. Маршевые почвы притихоокеанского побережья, их солевой состав и электропроводность // Почвенный покров Дальнего Востока, проблемы его эффективного использования, мелиорации и охраны. Владивосток, 1987. С. 63-73.

46. Костенкова А.Ф. Изменение солевого состава маршевых почв при мелиорации // Антропогенная и естественная эволюция почв и почвенного покрова. М.; Пущино, 1989. С. 234-235.

47. Котельников Б.Н. Транспортировка обломочного материала — основной фактор в формировании структур песчаных осадков // Вести Ленингр. гос. унта. Геология и география. 1974. вып. 3. С. 35—39.

48. Кудеярова А.Ю. Об информативности электронных спектров гумусовых веществ // Почвоведение. № 11. 2001. С. 1323-1331.

49. JIanno А.В. Следы былых биосфер. М.: Знание, 1987. 207 с.

50. Лисицын А.П. Процессы осадкообразования в Беринговом море. М.: Наука. 1966. 569 с.

51. Лисицын А.П. Осадкообразование в океанах. М.: Наука, 1974. 467 с.

52. Лихт Ф.Р., Астахов А.С., Боцул А.И., Деркачев А.Н., Дударев О.В., Марков Ю.Д., Уткин И.В. Структура осадков и фации Японского моря. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. 1983. 286 с.

53. Логвиненко Н.В. Вернадский и учение об осадочных породах // Геохимические идеи В.И. Вернадского в наши дни. Л.: Изд-во ЛГУ, 1987. С. 28-43.

54. Лодыгин Е.А., Безносиков В.А., Ванникова Е.В. Функциональные группы фульвокислот торфянисто-подзолисто-глееватой почвы // Почвоведение. 2001 № 4. С. 430-435.

55. Людвиг К.Х. Спектры магнитного резонанса // Лигнины (структура,свойства и реакции). Москва: Лесная промышленность, 1975. С. 202-238.

56. Марков Ю.Д. Условия осадкообразования в голоценовое и позднеплейстоценовое время в заливе Петра Великого (Японское море): Автореф. дис. .канд. геол-минер. наук. Владивосток. 1980. 25 с.

57. Маркова К., Велев В., Петрова Р. Гуминовые кислоты современных осадков Черного моря // Тр. Ин-та. биол. внутр. вод РАН. Спб. Гидрометеоиздата, 1993. С. 66-74.

58. Морозов А.И. О природе почв // Информационные проблемы изучения биосферы. Комплексные характеристики природных систем / сб. науч. тр. М.: Наука, 1988. С. 201-230.

59. Муравейский С.Д. Реки и озера. Гидробиология. Сток. М.: Географикз. 1960.388 с.

60. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во МГУ. 1985. 376 с.

61. Орлов Д.С., Розанова О.Н., Матюхина С.Г. Инфракрасные спектры поглощения гуминовых кислот//Почвоведение. 1962. № 1. С. 17—25.

62. Орлова Е.Е., Кольчевский А.К. К методике определения гумусовых веществ в озерной воде // Труды II Международной конференции «Гуминовые вещества в биосфере». Москва, изд-во МГУ, 2004. С. 121-124.

63. Перелъман А.И. Биокосные системы Земли. М.: Наука, 1977. 160 с. Плотников В.В. Эволюция структуры растительных сообществ. М.: Наука, 1979. 275 с.

64. Полынов Б.Б. Руководящие идеи современного учения об образовании и развитии почв//Почвоведение. 1948. № 1. С. 3-13.

65. Практикум по почвоведению. Изд-е 3. М.: Колос. 1980. 272 с.

66. Пуртова Л.Н., Костенков Н.М. Энергетическое состояние почв Дальнего Востока России. Владивосток: Дальнаука, 2003. 136 с.

67. Пустельников О.С. Органическое вещество во взвеси и его поступление на дно Балтийского моря // Океанология. 1975. т. 15, вып. 6 . С. 1040-1048.

68. Пшеничников Б.Ф., Пшеничникова Н.Ф. Генезис и эволюция приокеанических буроземов (на примере Япономорского побережья) // Владивосток: Издательство ДВГУ, 2002. 289 с.

69. Радченко О.А., Успенский В.А. О химико-вещественном составе сапропелевого органического вещества и основах его классификации // Органическое вещество современных и ископаемых осадков и методы его изучения. М.: Наука, 1974 . С. 150-159.

70. Результаты океанографических исследований северной части Тихого океана по программе Inpoc (1990-1993). Владивосток, 1998 . 116.с.

71. Романкевич Е.А. Органическое вещество в осадках // Осадкообразование в Тихом океане. 1970 . М.: Наука, Т.6 кн. 1,2. С. 124-130

72. Романкевич Е.А. Биоорганический состав взвеси и донных осадков северозападной части Тихого океана // Органическое вещество современных и ископаемых осадков и методы его изучения. М.: Наука, 1974. С. 33—54.

73. Романкевич Е.А. Геохимия органического вещества в океане. М.: Наука, 1977. 256 с.

74. Серышев В.А. О классификации и номенклатуре подводных почв // Почвоведение. 1986. № 5. С.27-34.

75. Скопинцев Б.А. Закономерности разложения (минерализации) органического вещества отмершего планктона // Вод. ресурсы. 1976. № 2. С. 150-156.

76. Скопинцев Б.А. О проблеме водного гумуса // Почвоведение. 1985. № 8. С. 117-122.

77. Соколов И.А. Теоретические проблемы генетического почвоведения. Новосибирск: Наука, 1993. 232 с.

78. Соловьев А.В. Характерные черты осадкообразования в Японском море // Сов. геология. 1960. № 9. С. 103-113.

79. Степанов А.А., Жарикова Л.В., Степанова Е.А. Применение 'Н-ЯМР спектроскопии для характеристики гуминовых веществ // Почвоведение. 1997. №2. С. 173-177.

80. Страхов Н.М. Геохимическая эволюция Черного моря в голоцене // Литология и полезные ископаемые. 1971. № 3. С. 54-68.

81. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. М.: Медицина. 1991 544 с.

82. Хавкина Н.В. Гумусообразование и трансформация органического вещества в условиях переменного глеевого почвообразования: монография / ПГСХА. Уссурийск, 2004. 270 с.

83. Шадрин И.Ф. Некоторые вопросы динамики вод в области шельфа. М.: Наука. 1976. С.52-74.

84. Шляхов С.А. Классификация почв морских побережий. Владивосток, 1996. 35 с.

85. Шляхов С.А. Почвы равнинных морских побережий. Владивосток, 1997. 55 с.

86. Шляхов С.А., Костенков Н.М. Почвы Тихоокеанского побережья России, их класификация, оценка и использование. Владивосток: Дальнаука, 2000. 183 с.

87. Briichert V, Early diagenesis of sulfur in estuarine sediments: the role of sedimentary humic and fulvic acids // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1998. V. 62. №9. P. 1567-1568.

88. Buurman P. Submarine soil formation changing fossil terrestric soils //Soil

89. Science. 1975. V. 119. P. 24-27.

90. Cowardin L.M. Wetlands and deepwater habitats: A new classification // Journal of Soil and water Conservation. 1982. № 2. P. 83-85.

91. Deelman J.C. Recent and fossil submarine soils // Soil Science. 1976.V. 12. P. 184-187.

92. Deelman J.C. Humic seams in marine sediments // Soil Science. 1972.V. 3. P. 163— u/170.

93. Degens E.T., Mopper E. Early diagenesis of organic matter in marine soils // Soil Science.1975. V.119. P.65-71.

94. Egon T. Degens and Kenneth Mopper. Early diagenesis of matter in marine soils // Soil Science. 1975. Vol. 119. № 1. P. 65-71.

95. El-Sayed M.A., Aboul Naga W.M., Beltagy A.I., Halim Y. Sedimentary humic substances isolated from a coastal lagoon of the Nile delta: Physical and chemical characteristics // Estuarine, Costal and Shelf Science. 1996 V. 43. P. 205-215.

96. Filip Z., Pecher W., Berthelin J. Microbial utilization and transformation of humic acid-like substances extracted from a mixture of municipal refuse and sewage sludge disposed of in a landfill // Environmental Pollution. 2000. V. 109. P. 83-89.

97. Fooken U., Liebezeit G., Distinction of marine and terrestrial origin of humic acids in North sea surface sediments by absorption spectroscopy // Marine Geology. 2000 V. 164. P. 173-181.

98. Francisco J., Gonzalez V. FT-C13 Nuclear magnetic resonance spectra of natural humic substances // Biochemical and biophysical research communications. 1976. V. 72. №3. P. 1063-1070.

99. Gadel F., Cahet G., Bianchi A.S.M. Submerged soils in the north- western Mediterranean Sea and the process of humification // Soil Science.1975. V.119. P. 106-112.

100. Gerringa L.J.A., Cambon J.P. The extractability of cu from marine sediment as a function of degradation of organic matter // Netherlands Journal of Sea Research. 1997. V27. P. 157-163.

101. Golchin A., Baldock J.A., Clarke P. Higashi Т., Oades J.M. The effects ofvegetation and burning on the chemical composition of soil organic matter of at -jvolcanic ash soil as shown by С NMR spectroscopy. II. Density fractions //

102. Geoderma. 1997. V. 76. P. 175-192.

103. Grasset L., Ambles A. Structure of humin and humic acid from an acid soil as revealed by phase transfer catalyzed hydrolysis // Org. Geochem. 1998.V. 29. № 4. P. 881-891.

104. Harvey G.R., Boran D.A., Chesal L.A., Tokar J.M. The structure of marine fulvic and humic acids // Marine Chemistry. 1983. V. 12. P. 119-132.

105. Higashi Т., Wada K. Size fractionation, dissolution analysis, and infra-red spectroscopy of humus complexes in ando soils // Journal of Soil Science. 1977. V. 28. P. 653-663.

106. Ishiwatari R. Chemical characterization of fractionated humic acids from lake and marine sediments // Chemical Geology. 1973. V.12. P. 113-126.

107. Jackson T.A. Humic matter in waters and sediments.// Soil Science. 1975. V. 119. №1. P. 56-64.

108. Keeler C., Maciel G.E. 13 С NMR spectral editing of humic material // Journal of Molecular Structure. 2000. V. 550-551. P. 297-305.

109. Keiber R.J., Zhou X., Mopper K. Formation of carbonyl compounds UV-onduced photodegradation of humic substances in natural waters: Fate of riverine carbon in the sea // Limnol. Oceanogr., 1990.V.37. № 7. P. 1503-515.

110. Kiem R., Knicker H., Korschens M., Kogel-Knaber I. Refractory organic1 7carbon in C-deplend arable soils, as studied by С NMR spectroscopy and carbohydrate analysis// Organic Geochemistry. 2000. V. 31. P. 655-668.

111. Kulovaara M., Metsamuuronen S., Nystrom M. Effects aquatic humicsubstances on a hydrophobic ultrafiltration membrane // Chemosphere. 1999. V. 38. № 15. P. 3485-3496.

112. Laane R.W.P.M. Comment on the structure of marine fulvic and humic acids // Marine chemistry. 1984 V. 15. P. 85-87.

113. Landgraf M.D., da Silva S.C., de O.Rezende O. Mechanism of metribuzin herbicide sorption by humic acid samples from peat and vermicompost // Analytica Chimica Acta. 1998. V. 368. P. 155-164.

114. Leland M., Yates III, Ray von Wandruszka. Effects of pH and metals on the surface tension of aqueous humic materials // Soil Sci. Soc. Am. J. 1999. V. 63. P. 1645-1649.

115. Mahieu N., Powlson D.S., Randall E.W. Statistical analysis of published carbon-13 CPMAS NMR spectra of soil organic matter// Soil Sci. Soc. Am. J. 1999. V. 63. P. 307-319.

116. Manning T.J., Bennett Т., Milton D. Aggregation studies of humic acid using multiangle laser light scattering // The Science of the Total Environment. 2000. V. 257. P. 171-176.

117. Masini J., Abate G., Lima E.C., Hahn L.C., Nakamura M.S. Comparison of methodologies for determination of carboxylic and phenolic groups in acids // Analytica Chimica Acta. 1998. V. 364. P. 223-233.

118. Mc Knight D.M., Aiken G.R., Smith R.L. Aquatic fulvic acids in microbially based ecosystems: Results from two desert lakes in Antarctica // Limnol. Oceanogr. 1991. V.36. № 5. p. 998-1006.

119. Motheo A J., Pinhedo L. Electrochemical degradation of humic acid // The Science of the Total Environment. 2000. V.256. P.67-76.

120. Mouner S., Patel N., Quilici L., Benaim J.Y., Benamou C. Dimensional fluorescence of the dissolved organic carbon in the Amazon river // Wat. Res. 1999.Vol. 33. № 6. P. 1523-1533.

121. Newman R.H., Tate K.R., Barron P.F., M.A. Wilson. Towards a direct, non13destructive manhood of characterizing soil humic substances using С N.M.R.//

122. Journal of Soil Science. 1980. V. 31. P. 623-631.

123. Nissenbaum A., Kaplan I.R. Chemical and Isotopic evidence for the in situ origin of marine humic substances. // Limnology and Oceanography. 1972. V.17. № 4. P. 570-582.

124. Nissenbaum A., Kaplan I.R. Chemical and isotopic evidence for the in situ origin of marine humic substances // Limnology and Oceanography. 1972. V. 17. № 4. P. 570-582.

125. Poutanen E.-L., Morris R.J. Comparison of the structures of humic acids from marine sediments and degraded field diatoms by 13 C- and 'H-NMR spectroscopy // Marine Chemistry. 1985. V. 17. P. 115-125.

126. Rahouti M., Steiman R., Seigle-Murandi F., Christov P.L. Growth of 1044 strains and species of fungi on 7 phenolic lignin model compoundinds // Chemospere. 1999. V.38 № 11. P. 2549-2559.

127. Rashid. M.A. Role of humic acids of marine origin and their different molecular weight fractions in complexing di- and tri-valent metals // Soil Science. 1972. V.l 11. № 5. P. 298-305.

128. Rashid. M.A. Quinine content of humic compounds isolated from the marine environment// Soil Science. 1972. V.l 13. № 3. P. 181-188.

129. Raspor В., Nurnberg H.W., Valenta P., Branica M. Studies in seawater and lake water on interactions of trace metals with humic substances isolated from marine and estuarine sediments // Marine Chemistry. 1984. V.l5. P. 217-230.

130. Raspor B. Adsorption of humic substances isolated from marine and estuarine sediments // Marine Chemistry. 1988. V.25. P. 211-226.

131. Ruggiero P., Interesse F.S., Sciacovelli O. 'H. and [13C] NMR studies on the importance of aromatic structures in fulvic and humic acids // Geochimica et

132. Cosmochimica Acta. 1979. V. 43. P. 1771-1775.

133. Ruggiero P., Interesse F.S., Sciacovelli O. nmr evidence of exchangeable aromatic protons in fulvic and humic acids // Soil Biol. Biochem. 1980. V.12 P. 297-299.

134. Saito Y., Hayano S. Characterization of Humic and Fulvic Acids isolated from Marine Sediments of Sagami and Suruga Bays with C-13 and Proton Nuclear Magnetic Resonance // Journal of the Oceanographical Society of Japan. 1981. V. 36. P. 286-292.

135. Sciacovelli O., Senesi N., Solinas V., Testini C. Spectroscopic studies on soil organic fractions I. IR and NMR spectra // Soil Biol. Biochem. 1977. V.9. P.287-293.

136. Shin H.-S., Monsallier J.M., Choppin G.R. Spectroscopic and chemical characterizations of molecular size fractionated humic acid // Talanta. 1999. V. 50. P. 641-647.

137. Shinozuka N, Lee C. Aggrigate formation of humic acids from marine sediments // Marine Chemistry. 1991. V. 33. Iss 3. P. 229-241.

138. Smernik R.J., Oades J.M. The use of spin counting for determining quantitationin solid state 13 С NMR spectra of natural organic matter. 1. Model systems and theeffects of paramagnetic impurities // Geoderma . 2000. V. 96. P. 101-129.11

139. Sohn M., Weese D. С NMR spectra and Си (II) formation constants for humic acids from fluvial, estuarine and marine sediments // Marine Chemistry. 1986. V. 20. P. 61-72.

140. Stuermer D. H., Payne J. R. Investigation of seawater and terrestrial humic substances with carbon-13 and proton magnetic resonance // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1976. V. 40. P. 1109-1114.

141. Thorn K.A., Mikita M.A. Nitrite fixation by humic substances: Nitrogen-15 Magnetic Resonance evidence for potential intermediates in chemodenitrification // Soil Sci. Soc. Am. J. V. 2000. V. 64. P. 568-582.

142. Urban N.R., Ernst K., Bernasconi S. Addition of sulfur to organic matter during early diagenesis of lake sediments // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1999. V. 63. № 6. P. 837-853.

143. Wilson M.A., Goh K.M. Proton-decoupled pulse fourier-transform 13C Magnetic Resonance of soil organic matter // The journal of Soil Science. 1977. V. 28. P.645-652.

144. Wilson M .A. Applications of Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy of the structure of soil organic matter // The journal of Soil Science. 1981. V. 32. P. 169186.

145. Witte E.G., Philipp H., Vereecken H. Binding of 13 C-labelled 2-aminobenzothiazoles to humic acid as derived from 13C NMR spectroscopy // Org.Geochem. 1998. V. 29. № 5-7. P. 1829-1835.

146. Yates III L. M., Wandruszka V. Effects of pH and metals on the surface tension of aqueous materials // Soil Sci. Soc. Am. J. 1999. V. 63. P. 1645-1649.

147. Yonebayshi K., Hattori T. Chemical and biological studies on environmental humic acids. 1. Composition of Elemental and Functional Groups of Humic Acids // Soil Sci. Plant Nutr. 1988. V. 34. № 4. P. 571-584.

148. Zhang. X., Christensen E. R., Gin M. F. Poly cyclic aromatic hydrocarbons in

149. Dated sediments from Green Bay and Lake Michigan 11 Estuaries. 1993. V. 16. № B. P. 638-652.