Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Трансформация почвенно-экологического состояния естественных ландшафтов Кузбасса в условиях техногенеза

ВАК РФ 03.02.13, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Трансформация почвенно-экологического состояния естественных ландшафтов Кузбасса в условиях техногенеза"

На правах рукописи

Беланов Иван Петрович

ТРАНСФОРМАЦИЯ ПОЧВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ КУЗБАССА В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕНЕЗА

03.02.13 - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 О НОЯ 2011

Новосибирск - 2011

4859235

Работа выполнена в лаборатории рекультивации почв Учреждения Российской академии наук Институт почвоведения и агрохимии Сибирского отделения РАН

Научный руководитель: доктор биологических наук

Андроханов Владимир Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Путилин Александр Фёдорович

кандидат биологических наук Подурец Ольга Ивановна

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Новосибирский государст-

венный аграрный университет»

Защита состоится 1 декабря 2011 г. в 13- часов на заседании диссертационного совета Д 003.013.01 при Учреждении Российской академии наук Институт почвоведения и агрохимии СО РАН по адресу: 630099, г Новосибирск, ул. Советская, д. 18, ИПАСОРАН. Тел/факс 8 (383) 222-76-52

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Учреждения Российской академии наук Институт почвоведения и агрохимии СО РАН. Автореферат размещен на официальном сайте ИПА СО РАН: ЬИр/Луиау.вйБоП.ПБс.ги.

Автореферат разослан «ЭД» рус^аорОк 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

у

Якименко В.Н.

Актуальность исследований. В настоящее время проблема трансформации экосистем и их основных компонентов - почвенного, растительного покрова, климатических показателей - в связи с активной хозяйственной деятельностью человека приобретает глобальный характер. Одним из регионов с наиболее яркими проявлениями экологического кризиса, затронувшего все аспекты природопользования, выступает Кузбасс. В настоящее время на территории Кемеровской области находится более 40 предприятий, ведущих добычу угля открытым способом. Их деятельность привела к деградации не менее 70% почвенного покрова земледельческой части региона, около 100 тыс. га уничтожено полностью [Малахов, 1999; Андроханов, Курачев, 2010]. Свойства и режимы почв техногенных ландшафтов Кузбасса рассматриваются в работах С.С. Трофимова [1975], В.М. Курачева и В.А. Андроханова [2010] и др. Почвенный покров естественных территорий Кузбасса был подробно исследован С.С. Трофимовым [1975], В.А. Хмелевым и A.A. Танасиенко [1983] и др. Однако в проведенных исследованиях не уделяется внимание взаимодействию техногенных и прилегающих к ним естественных территорий.

Влияние техногенных ландшафтов на прилегающие естественные территории многопланово: термическое, геохимическое, гидрологическое и т.п. По этой причине естественные экосистемы подвержены сильному преобразованию, что в настоящее время, к сожалению, при экологическом мониторинге нарушенных земель не учитывается, либо носит условный характер. Поэтому, исследования такого рода чрезвычайно актуальны как с точки зрения региональной специфичности такого промышленно-развитого региона, как Кузбасс, так и масштабности экологических последствий для всей Западной Сибири.

Цель исследований: Выявить и исследовать причины и степень трансформации основных компонентов естественных экосистем (микроклимата, почвенного и растительного покрова) в лесостепной зоне Кузнецкой котловины в условиях техногенеза.

Задачи исследований:

1. Определить направление трансформации естественных экосистем по степени и видам воздействия на них отвалов вскрышных пород.

2. Исследовать особенности микроклимата, сложившегося на естественных территориях, прилегающих к техногенным ландшафтам и определить закономерности его изменения.

3. Изучить физические и агрохимические свойства почв, находящихся на различном удалении от отвалов и оценить их почвенно-экологическое состояние.

4. Рассмотреть состав фитоценозов естественных ландшафтов, находящихся в зоне влияния техногенных ландшафтов и запасы фитомассы.

Научная новизна работы. Впервые проведена комплексная оценка негативного воздействия отвалов вскрышных пород на прилегающие к ним естественные ландшафты. Установлено, что основными факторами трансформации естественных ландшафтов являются изменения климатических параметров, физических и агрохимических свойств почв. Определено влияние техногенного рельефа на изменение ряда микроклиматических показателей: температуры, влажности, скорости ветра в приземном слое воздуха, перераспределения атмосферных осадков на прилегающих естественных территориях.

Установлены основные причины трансформации ряда свойств и характеристик почв естественных ландшафтов, находящихся в зоне прессинга отвалов. Проведена почвенно-экологическая оценка и геоботаническое описание территорий, находящихся в зоне воздействия техногенного объекта. Выявлена неоднородность отношения подземной к надземной биомассе на участках, расположенных на различном удалении от отвалов вскрышных и вмещающих пород.

Защищаемые положения:

1. Отвалы вскрышных пород влияют на изменение микроклимата и гидротермического режима прилегающих к ним естественных ландшафтов, физических и агрохимических свойств почв, а так же на функционирование растительных сообществ.

2. Участки, приуроченные к юго-западным склонам отвалов, подвержены ари-дизации, участки, расположенные у северо-восточных склонов - процессам олу-говения.

3. По мере удаления от отвала изменения в функционировании экосистем могут носить менее яркий или даже локальный характер в виду пространственной ограниченности прессинга техногенного объекта.

Научная и практическая значимость работы Исследованы особенности функционирования компонентов естественных экосистем - микроклимата, почвенного и растительного покрова - в условиях техногенеза. Показана различная направленность процессов воздействия отвалов, в одном случае это иссушение, а в другом - переувлажнение. Впервые проведена комплексная почвенно-экологическая оценка естественных территорий прилегающих к отвалам. Установлено изменение растительных сообществ в зависимости от пространственного расположения относительно отвалов вскрышных и вмещающих пород. Исследования такого рода дают возможность понять механизмы и характер воздействия техногенных ландшафтов на прилегающие к ним естественные территории, а так же прогнозировать дальнейшее их развитие. Результаты работы могут быть использованы для проведения почвенно-экологического районирования и мониторинга естественных ландшафтов, граничащих с отвалами вскрышных и вмещающих пород.

Личный вклад автора. Автором проведены экспедиционно-исследовательские работы, анализ полученных материалов, их научная интерпретация и публикация.

Апробация работы. Результаты исследований представлялись на Международных и Всероссийских конференциях: «Эволюция почвенного покрова: история идей и методы, голоценовая эволюция, прогнозы» (Пущино, 2009), «Проблемы промышленной ботаники индустриально развитых регионов» (Кемерово, 2009), «Отражение био-гео-антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове» (Томск, 2010), Ковалевские молодежные чтения «Почвы Сибири: прошлое, настоящее, будущее» (Новосибирск, 2010); заседаниях совета научной молодежи ИПА СО РАН (Новосибирск 2010, 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых журналах из «Перечня» ВАК РФ и монография.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложений. Она изложена на 172 страницах

машинописного текста, содержит 14 таблиц, 6 приложений и 14 рисунков. Библиографический список включает 167 отечественных и 9 зарубежных источников.

Глава 1. Состояние изученности вопроса и постановка проблемы

Обзор литературных данных [Второва, 1986; Тонконогов, 1990; Крупская, 1994; Счастливцев и др. 2004; и др.] показал, что антропогенное воздействие распространяется за пределы осваиваемых территорий, нарушая природные экосистемы. В данных работах, прежде всего, рассматривается геохимическое влияние техногенных ландшафтов на окружающую среду и не уделяется внимания изменению климатических параметров, физических и агрохимических свойств почв.

Глава 2. Объекты и методы исследования

В качестве объектов наблюдения были выбраны свежеотсыпанные отвалы вскрышных и вмещающих пород «Северный» (Угольный разрез (УР) «Ба-чатский») и «Центральный» (УР «Шестаки»), а также прилегающие к ним естественные ландшафты. Отвалы обладают примерно одинаковой площадью (около 3,7 км2), высотой относительно естественного рельефа (около 60 м), углом откосов (45-50°) и сформированы сходными по составу породами. Данная территория относится в зональном отношении к южной лесостепи Кузнецкой котловины [Экологическая карта..., 1995]. Участки наблюдения расположены по трансекте с юго-запада на северо-восток, что связано с преобладанием юго-западных ветров (до 49,8 % в году) [Гигиенические аспекты..., 1978]. Ключевые участки юго-западной трансекты, приурочены к склону «Северного» отвала этой же ориентации и расположены у подножия отвала, на удалении 50, 200 и 500 м. Участки северо-восточной трансекты, приурочены к «Центральному» отвалу и расположены у его подножия а также на удалении 120 и 600 м. Объективность выбора данных участков обусловлена ранее проведенными нами регонсциро-вочными исследованиями. Контрольный участок находится в стороне от воздействия техногенных ландшафтов на удалении около 30 км на юго-восток. Почвенный покров техногенных ландшафтов представлен эмбриоземами инициальными; естественных ландшафтов - черноземами выщелоченными и черноземно-луговой почвой (у северо-восточного подножия «Центрального» отвала).

Определение физических, агрохимических свойств почв, учет фитомассы и климатических показателей на объектах исследования проводилось общепринятыми методами [Агрохимические методы..., 1965; 1975; Агрофизические методы..., 1966; Аринушкина. 1961; Вадюнина, Корчанина, 1986; Наставления..., 1979; Бейдеман и др., 1962; 1969].

Глава 3. Микроклиматические изменения

3.1. Природно-климатические условия Кузнецкой котловины

Анализ литературных данных показал, что климат Кузнецкой котловины характеризуется как резко континентальный. Преобладающими являются юго-западные ветра, около 49,8% в году [Гигиенические аспекты..., 1978]. Среднегодовая скорость ветра - 3,5 м/с, количество дней со скоростью 13 м/с составляет 5% в течении года. Среднегодовая температура воздуха колеблется от -1,4 до

+1,0 °С, в зависимости от года. Средняя продолжительность безморозного периода равна 120 дней [Ильичев, Соловьев, 1988]. Годовая сумма выпадающих осадков около 400 мм, основная их масса приходится на июль-август.

3.2. Температура и влажность приземного слоя воздуха

Анализируя температурный режим и относительную влажность приземного слоя воздуха на высоте 0,1, 1 и 2 м от поверхности почвы летом 2009 и 2010 гг. получены следующие результаты (Рис. 1). Причиной такой неоднородности этих компонентов микроклимата выступают природные явления вызванные особенностями функционирования техногенных ландшафтов (отвалов) -термики и фены.

На территории техногенных объектов сильнее прогревается воздух на юго-западном склоне «Северного» отвала и его плато. Меньшими температурами приземного слоя характеризуется северо-восточный склон «Центрального» отвала, что связано с величиной радиационного баланса. Таким образом, приземный слой воздуха на отвале принимает неустойчивое равновесие, а вертикальное движение воздушных масс приводит к подъему более холодного воздуха от его подножия. Это явление способствует образованию термика (Рис. 2). В результате движения происходит нагрев приземных слоев воздуха по степени приближения к отвалу и одновременно снижение влажности в них.

Для территории находящейся у северо-восточной границы «Центрального» отвала, характерна обратная закономерность: минимальной температурой и наибольшей влажностью воздуха обладает участок, расположенный у подножия. Причиной тому служит наименьшее количество приходящей прямой солнечной радиации вследствие его расположения в тени отвала. По степени удаления на 120 и 600 м происходит повышение температуры, и как следствие снижение влажности в результате фенового эффекта (Рис. 3). Данное явление связано с адиабатическим нагреванием воздуха и снижением его влажности при нисходящем движении от более нагретого юго-западного, одновременно наветренного склона к плато отвала в северо-восточном направлении и прилегающих к нему естественных территорий при господствующих направлениях ветра. По степени остывания воздушного потока и удаления от техногенного объекта, показатели приобретают значения, сходные с естественными условиями.

Таким образом, причинами изменения микроклиматических параметров естественных территорий, прилегающих к отвалам вскрышных пород, являются особенности функционирования, приводящие к возникновению фенов и терми-ков.

3.3. Режим ветра

Анемометрические измерения на территориях, прилегающих к отвалам и на контрольном участке, показали неоднородность в ветровом режиме. В случае штиля как мезоклиматического явления отмечается движение воздушных масс на плато отвала, его юго-западном склоне и территории, расположенной у его подножия.

Причиной этого выступают конвекционные потоки, образующие термик. При этом устанавливается горизонтальный градиент температуры, направленный от склона в свободную атмосферу. По степени прогревания скорость движения воздушных масс усиливается и имеет максимальные значения на плато

около 0,4 м/с. При данном явлении отсутствует порывистость ветра, столь характерная для свободной атмосферы. Следует предположить, что ночью ветер дует наоборот вниз со склонов отвала в сторону равнины. Это может быть вызвано тем, что ночью, при охлаждении склонов (за счет легкого гранулометрического состава и высокой каменистости), условия меняются на обратные, и воздух «стекает» вниз по склона.". (Рис. 4).

При общем юго-западном ветре до 5 м/с, когда наветренным является юго-западный склон отвала, скорость потока воздушных масс на участках наблюдения носит неравномерный характер. Причиной данного явления выступает формирование сложных расходящихся потоков низинного ветра, огибающих по склонам отвал (Рис. 5). С наветренной стороны у подножия отвала, возникает так называемый стационарный вихрь или зона затишья. При этом скорость на данном участке снижается от 3,5 до 2,9 м/с. На вершине отвала формируются разнонаправленные, непрерывно меняющиеся вихревые потоки, особенно, у его наветренного края. С подветренной стороны образуется аэродинамическая тень со стационарными воздушными завихрениями, движущимися по направлению основного ветра. Протяженность данной зоны условно принимается 10-14 кратной высоте отвала [Бурыкин, 1980]. Так, в средней части северо-восточного склона, расположенного с подветренной стороны отвала, скорость ветра снижается до 2 м/с по отношению к наветренной. У подножия и на удалении 120 метров скорость циркуляции не превышала 1,5 м/с. Далее, по степени удаления до 600 метров от северо-восточной оконечности отвала, скорость ветра резко увеличивается более чем в 2 раза. При этом движение воздуха на данном участке носит резко выраженный порывистый характер, с частым изменением скорости от 2,9 до 9,4 м/с. Это вызвано образованием сложного турбулентного потока воздуха, формируемого в результате слияния многих самостоятельных течений воздуха [Беланов, Андроханов, 2011].

Следовательно, на территориях природно-техногенных комплексов образованных отвалами вскрышных пород складывается своеобразный ветровой режим схожий с горными территориями, обусловленный особенностями функционирования техногенных объектов.

3.4. Атмосферные осадки

Исследования показали, что атмосферные осадки в условиях техногенного ландшафта находятся в прямой зависимости от рельефа и движения воздушных масс. При этом оценка количества дождевых осадков экспериментальным путем достаточно проблематична. В данном случае следует опереться на модель перераспределения осадков по неоднородной поверхности при ветре [Blocken В. et а!., 2005]. В момент выпадения дождевых осадков их приходящее количество распределяется следующим образом с учетом различного диаметра капель, при юго-западном ветре 5 м/с (скорость и направление наиболее часто повторяемых ветров для Кемеровской области [Климат ..., 2001]), при общем количестве выпавших осадков 41 мм (Рис. 6).

В ходе снегомерных съемок 2009 и 2010 гт. было установлено, что накопление снега на поверхности молодого отвала отсутствует или непостоянно, по сравнению с естественным ландшафтом. На ключевых участках (примыкающих

к юго-западному и северо-восточному склонам отвалов) перераспределение снега носит неравномерный характер. Разница в снегонакоплении на территориях, приуроченных к склонам разных ориентации, достигает 0,2 - 0,4 м в разные годы (Рис. 7).

Содержание запасов влаги в снежном покрове в свою очередь находится в прямой зависимости от высоты и плотности снега. Поэтому участки, расположенные с заветренной стороны отвала в результате снеготаяния получают большее количество весенних талых вод в отличие от примыкающих к наветренным склонам. Нельзя не учитывать и такой фактор, как аккумуляция техногенной пыли. Так, в результате эолового переноса с поверхности отвала тонкодисперсные частицы пыли аккумулируются на поверхности снежного покрова, стимулируя, тем самым, процессы сублимации снега. На ее долю приходиться до 50% потерь воды от общего запаса в снеге [Счастливцев и др., 2004]. Необходимо так же учесть, что начало снеготаяния зачерненного снежного покрова происходит раньше на 1-2 недели. Сформированные в столь ранний момент снеготаяния незначительные объемы талых вод, скатываются по поверхности почвы, на тот момент неспособной воспринимать влагу.

На основе установленных закономерностей распределения атмосферных осадков в теплый и холодный период года на территориях, подверженных воздействию со стороны отвалов, можно судить об общем количестве поступающей атмосферной влаги на участках, приуроченных к склонам разных экспозиций отвалов.

Глава 4. Трансформация свойств почвенного покрова 4.1. Общие физические свойства почв

Проведенные исследования показали, что в составе гранулометрических фракций верхних слоев почв (0-10, 10-20), расположенных в зоне воздействия отвалов, увеличивается количество физического песка, в зависимости от их пространственного расположения относительно отвалов. Так наибольшее его количество фиксируется у подножий отвалов, по мере удаления оно снижается. Данное явление обусловливается интенсивностью процессов и степенью выноса песчаных частиц в результате разрушения песчаников, аргиллитов и алевролитов с поверхности отвалов.

Чернозем выщелоченный, расположенный у подножия «Северного» отвала, имеет плотность в верхнем гумусовом горизонте 1,12-1,26 г/см3, и эта величина увеличивается вниз по профилю до 1,83-1,85 г/смЗ. Согласно таким значениям плотность суглинистых почв по H.A. Качинскому [1965] характеризуется: для верхних горизонтов - как уплотненная; нижних - сильно уплотненная. Причиной чрезмерного уплотнения является гидравлическое воздействие со стороны неоднородной насыпи тела отвала на почвенную толщу, расположенную в его основании. Как следствие увеличение плотности почвы ведет к снижению порозности. На данной территории для верхних горизонтов она характеризуется как неудовлетворительная, по H.A. Качинскому [1965]. В почвенных профилях, расположенных по мере удаления от отвала, по юго-западной трансекте на 50, 200 и 500 м, происходит снижение плотности и увеличение порозности до значений, сходных с контрольным вариантом.

У подножия «Центрального» отвала вследствие перекрытия его телом природных наземных и внутрипочвенных водотоков происходит олуговение. В результате благоприятных условий для развития луговой растительности произошло увеличение содержания грубого, слабоминерализованного органического вещества в минеральной части почвы. Это привело к снижению плотности сложения до 0,69-0,89 г/см3 и повышению порозности на 61-55 % в верхних горизонтах. В нижних - наблюдается некоторое увеличение плотности до 1,321,48 г/см3 и снижение общей порозности до 43-38 %. Это вызвано усилившимися процессами оглеения и так же, как и в предыдущем случае, механизмом гидравлического воздействия тела отвала.

Следовательно, у подножий отвалов происходит увеличение плотности сложения почв и снижение их порозности, по мере удаления степень нагрузки снижается, что благоприятно сказывается на основных физических характеристиках.

4.2. Температурный режим почв

Изучение амплитуды колебания температуры почвы проводились на глубине 0,2 м автономной системой «Термохрон». Данная величина является основным показателем теплового режима почвы и характеризует степень континентальное™ почвенного климата. На основании полученных данных были рассчитаны среднегодовые температуры и суммы активных температур для каждого участка. (Таблица 1).

Наибольшими среднегодовыми температурами обладает чернозем выщелоченный расположенный у подножия «Северного» отвала. В среднем температура на этом участке выше на 0,6 °С относительно контрольного варианта. Следует отметить, что данные участки различаются между собой по содержанию внугрипочвенной влаги, пористости, степенью гумусированности, обилию растительности на поверхности и величиной снегонакопления в зимний период.

Наиболее холодными во внутрипочвенном отношении по среднегодовым температурам являются территории, приуроченные к северо-восточной части «Центрального» отвала. Абсолютным минимумом характеризуется участок занятый черноземно-луговой почвой расположенный у подножия отвала, так по данным 2009-2010 гг, среднегодовая температура не превышала 2,4 °С. На удалении 120 метров от отвала разрыв с данными контроля составляет 0,6-0,8 °С. Не стабильная среднегодовая температура отмечается на участке расположенном в 600 м от отвала, так в 2009 г ее величина составила 4,2 °С, а в 2010 г - 5,3 °С. Одной из причин такой неоднородности, являются резкие перепады температур в летний период года вследствие фенового эффекта [Беланов, Шипилова, 2010].

Согласно почвенно-климатическому районированию, территория исследования по ходу температурной изотермы сумм активных температур на глубине 0,2 м расположена в провинции от 1750 °С до 2000 °С. При этом по мере удаления разница между участками расположенными у подножия и на удалении 50 метров составляет 134 °С в зависимости от года. При удалении на200 и 500 метров от отвала расхождение в сумме температур по отношению к данным территории подножия достигает 273 °С и соответственно 291 °С.

Т С

2м

ж+ео,

45 + 55 ' 40-4-50 !

\ 35+45

30+401 25+35 20 + 30 15+25» 10 + 20 , 54-15!

1м а±»Г

45+ 55 !

50; 45 о - 40«

40353025 —*— 35 ^ 20 + 30 а— 15+25? 10 + 20 ; 5+15 >

0,1м— »■

50 + 60 45 + 55»

40 + 50 1 35 + 45* 30 + 40!

38+-зок ■25? ■20! ,15

ЮЗ

♦

* ¿1 -н:

!

4

8 V :

св

I } *

* / *

» \ 1

ТТ

ч I I

"5ЙГ

№,%(*-2009,л-2010) ТС (в-2009. с -2010)

130м

Юиконтроль

Рис. 1. Общая тенденция пространственного изменения температуры (Т, °С) и влажности воздуха (Л/г, %) на территориях, прилегающих к юго-западным и северо-восточным склонам отвала в течение летних месяцев 2009, 2010 гг.

Рис. 2. Схема термического потока, формирующегося над отвалом.

Рис. 3. Схема возникновения фена

Рис. 4. Схема дневной и ночной ветви ветров склонов отвалов.

Рис. 5. Схема циркуляции воздушных масс вокруг отвала.

I

I

I 1

G ™„г/мг 450— 400 350--300 - -350--

зоо--

250-~ 200 ~ -150— 100— 50

3250- -3000- -2750— 2500 — 2250— 2000— 17501500 — R, r/м!

Рис. 7. Высота (м), плотность (г/см3) снежного покрова, запас влаги (мм),

2009, 2010 гг.

Рис. 6. Пространственное распределение осадков в конце дождя (общая сумма выпавших осадков 41 мм при юго-западном ветре 5 м/с.) [Blocken В. et al., 2005].

120м 600м контроль

Рис. 8. Надземная и подземная биомасса, г/м2.

500м 200м 50м подножие

Таблица 1. Среднегодовые температуры и суммы активных температур по клю-__чевым участкам._

Участок Среднегодовая температура, °С Период ¡>10"С 2009/2010 Количество дней с 1>]0°С И>10°С

«Северный» отвал и прилегающие естественные территории

Плато отвала (эмбриозем инициальный) 4,0 06.05.09-16.09.09 143 3422

21.04.10-24.09.10

Юго-западный склон отвала (эмбриозем инициальный) 4,8 06.05.09-16.09.09 147 3770

18.04.10-24.09.10

Подножие отвала (чернозем выщелоченный) 6,4 08.05.09-27.09.09 152 2198

29.04.10-08.10.10

50 м. от отвала (чернозем выщелоченный) 5,7 10.05.09-23.09.09 147 2064

01.05.10-06.10.10

200 м. от отвала (чернозем выщелоченный) 5,4 11.05.09-20.09.09 145 1925

04.05.10-07.10.10

500 м. от отвала (чернозем выщелоченный) 5,5 11.05.09-20.09.09 143 1907

06.05.10-07.10.10

«Центральный» отвал и прилегающие естественные те рритории

Северо-восточный склон (эмбриозем инициальный) -1,5 24.05.09-09.09.09 119 1360

14.05.10-22.09.10

Подножие отвала (черноземно-луговая) 2,4 14.06.09-19.09.09 99 1137

19.06.10-29.09.10

120 м. от отвала (чернозем выщелоченный) 5,1 16.05.09-16.09.09 135 1899

14.05.10-08.10.10

600 м. от отвала (чернозем выщелоченный) 4,8 09.05.09-20.09.09 149 2025

27.04.10-07.10.10

Естественная территория, не подверженная воздействию

Контроль (чернозем выщелоченный) 5,7 14.05.09-15.09.09 146 1873

16.05.10-12.10.10

Северо-восточное подножие «Центрального» отвала всегда находится в зоне тени. Как видно из Таблицы 1 период наступления температуры выше 10 °С происходит на 18 дней позже в результате длительности прогревания. Так, на этой территории с черноземно-луговой почвой, сумма активных температур составила 1137 °С. По мере удаления от отвала на 120 м сумма температур возрастает до 1899 °С, а далее на 600 м до 2025 °С. Стоит отметить, что данная величина на контрольном участке в годы исследований составила 1873 °С.

Таким образом, в различных зонах воздействия, в зависимости от ориентирования отвала по сторонам света, происходят разнонаправленные явления в изменении внутрипочвенной температуры. Так в одном случае происходит увеличение внутрипочвенных температур, в другом - снижение с последующим увеличением по степени удаления от отвала, что, в общем, находится в прямой зависимости от ранее описанных мезоклиматических явлений и особенностей.

4.3. Водный режим почв Было установлено, что наибольший дефицит внутрипочвенной влаги складывается на территории расположенной у юго-западного подножия «Северного» отвала, данный участок характеризуется непромывным водным режимом. В течение лета в нижней части почвенного профиля чернозема выщелоченного формируется горизонт с постоянной влажностью, как правило, не превышаю-

щей величины влажности завядания. Подобная ситуация свойственна для засушливых и полузасушливых территорий.

У северо-восточного подножия «Центрального» отвала, наблюдается резкое переувлажнение. Это связано с перекрытием природных водотоков, что способствует скоплению влаги атмосферных осадков и складывающегося температурного режима. На данной территории формируется водный режим застойно-промывного типа, характерной чертой которого является промачивание всей почвенно-грунтовой толщи до грунтовых вод.

Весной на территории, расположенной вдоль фаса «Северного» отвала, накапливается около 54,1 мм влаги в метровом слое. При этом большая ее часть (38,8 мм) сосредоточена в верхнем гумусовом горизонте и в дальнейшем достаточно быстро расходуется на физическое испарение вследствие повышенной температуры и транспирацию растений [Шипилова и др., 2011]. Таким образом, состояние данных территорий по запасам продуктивной влаги (ЗПВ) оценивается как очень плохое, что характерно для засушливых зон. Причина такого явления - осеняя влагозарядка (71,6 мм для 0-100 см), а также снегонакопление и процессы сублимации [Беланов, 2009а]. Указанные явления приводят к сильному иссушению черноземов уже в весенний период, что в дальнейшем негативно сказывается на их водном режиме в течение периода вегетации. Так, к июлю, на метровой глубине исследуемых черноземов количество влаги сокращается, находясь в пределах ВРК-ВЗ, и сохраняется в таком стабильном состоянии до первой половины осени. Изменения происходят только в верхнем пятидесятисан-тимегровом слое за счет промачивания дождевыми осадками.

Во второй половине осени, даже при незначительном количестве осадков, за счет снижения физического испарения, понижения температуры воздуха и сокращения водопотребления растениями происходит накопление влаги в нижней части почвенного профиля до уровня, не превышающего запасы в весенний период, и прекращается на момент наступления холодов. Поэтому, черноземы выщелоченные у юго-западного подножия «Северного» отвала уходят в зиму уже с резким дефицитом влаги, осенний запас варьирует в зависимости от расположения участка и изменяется в пределах от плохого до удовлетворительного. Интенсивность проявления описанных изменений зависит от интенсивности воздействия со стороны техногенных объектов - отвалов и нормализуется до естественного по мере удаления [Беланов, 20096].

На участке, приуроченном к склону противоположной ориентации, «Центрального» отвала расход влаги происходит следующим образом: часть влаги испаряется в свободную атмосферу, а также расходуется на формирование мощного растительного покрова, характерного для заболоченных территорий, другая, большая часть, начинает просачиваться в почвенную толщу до грунтовых вод. К осени на территории вдоль северо-восточного фаса отвала происходит сокращение влаги в верхних горизонтах, в результате стабильного нисходящего тока. Но, не смотря на это, участок уходит в зиму сильно переувлажненным, что в дальнейшем негативно сказывается на его температурном и водном режиме.

Территория, расположенная на удалении 120-600 м от Центрального отвала, весной характеризуется очень низким содержанием продуктивной влаги. Причиной этого служит низкая осенняя влагозарядка, количество влаги, полу-

ченное от снеготаяния, а так же специфика температурного режима и влажности воздуха, вызванная формированием фенов.

Таким образом, исследования показали, что на исследуемых территориях природно-техногенных комплексов, находящихся в одной природно-климатической зоне и приуроченных к одинаковым формам рельефа, плакор-ным участкам, протекают два противоположных процесса - иссушение и переувлажнение.

4.4. Агрохимическое характеристика

Важнейшей особенностью черноземов выщелоченных является их благоприятные агрохимические свойства. Высокое содержание органического углерода, большое количество подвижных форм основных элементов питания, однородность минеральной части способствовали принятию данного типа в качестве зонального эталона почв. Однако данные почвы в условиях техногенеза могут деградировать. (Таблица 2).

Реакция среды почвенного раствора в профилях исследуемых почв изменяется в верхней физико-химической зоне от слабокислой или нейтральной в сторону усиления щелочности в нижней части профиля до слабощелочной и щелочной. Величина различия рНюд при удалении от отвала в верхней физико-химической зоне почвенного профиля связана с двумя факторами воздействия -внугрипочвенной и внутриландшафтной миграцией карбонатов кальция [Гла зовская, 1971]. При этом следует отметить, что наблюдаемые территории отно сятся изначально к одной почвенно-геохимической группе по интенсивносп декарбонатизации верхней части профиля.

Наибольшее содержание органического углерода (6-7 %) отмечается н: участках расположенных у подножий «Северного» и «Центрального» отвала Такое увеличение связано с приносом углистых частиц на их поверхность. Н участке расположенном у северо-восточного подножия так же с развитием луго вой растительности. Соотношение С:К в гумусовом горизонте изменяется от б,1 до 15,5, иногда до 16,8 в различных ЗТВ, характеризуя таким образом среднюи и высокую обогащенность азотом исследуемых почв.

Наименьшим содержанием Р205 в гумусово-аккумулятивном слое харак теризуются участки, расположенные у юго-западного подножия «Северного: отвала (средние значения для Ад-А-АВ: подножие - 35мг/кг и удаление 50 м -53 мг/кг). По степени удаления по трансекте содержание подвижного фосфор; увеличивается в 1,8-3 раза (на удалении 200 м - 64 мг/кг, 500 м - 107 мг/кг) п сравнению с участком расположенным у подножия отвала. Причина такой не однородности связана с различным содержанием гумуса в черноземах, располо женных на различном удалении от техногенного объекта, гидротермическим] режимами, а так же повышенной способностью кальция (принесенного с отвала связывать фосфор в труднорастворимые соединения недоступные для растений На участке расположенном у подножия «Центрального» отвала содержание ки слотно-растворимых фосфатов составляет 67 мг/кг. По степени удаления на 12' м в северо-восточном направлении от отвала их количество возрастает до 10 мг/кг и далее вновь снижается на 600 м до 53 мг/кг. Такие различия в содержа нии подвижного фосфора можно объяснить складывающимися гидротермиче скими условиями, а так же приносом кальция с поверхности отвала.

Таблица 2. Агрохимические свойства почв.

Почва (участок наблюдения) Горизонт Глубина, см рНводн Сорт, % ^общ» % С:Ы Р205, мг/кг почвы К20, мг/кг почвы

Техногенный ландшафт

Эмбриозем инициальный ("Северный" отвал) С, 0-5 8,12 12,37 0,52 23,8 19 Не опр

С, 5-10 8,00 12,67 0,54 23,5 22 »

с2 10-20 7,78 13,05 0,62 21,0 25 »

Естсственн ыс территории приуроченные к юго-западному склону «Северного» отвала

Чернозем выщелоченный (подножие отвала) Ад 0-2 7,12 7,30 0,47 15,5 47 223

А 2-21 7,23 4,28 0,36 11,9 37 204

АВ 21-29 7,42 1,97 0,25 7,9 23 , 165

В 29-74 7,53 0,68 Не опр. - 12 144

Вк 74-100 7,88 0,34 » - Не опр. Не опр.

Чернозем выщелоченный (50м от отвала) Ад 0-4 7,04 3,63 0,38 9,6 55 244

А 4-20 7,10 2,64 0,27 9,8 67 212

АВ 20-31 7,26 1,29 0,15 8,6 36 172

В 31-72 7,65 0,51 Не опр. - 14 161

Вк 72-100 7,83 0,46 » - Не опр. Не опр.

Чернозем выщелоченный (200м от отвала) Ад 0-5 6,58 3,04 0,36 8,4 82 289

А 5-19 6,56 2,35 0,26 9,0 73 181

АВ 19-27 6,63 0,76 0,07 10,9 34 146

В 27-81 7,40 0,49 Не опр. - 13 118

Вк 81-100 7,89 0,39 » - Не опр. Не опр.

Чернозем выщелоченный (500м от отвала) Ад 0-5 6,40 5,69 0,48 11,9 135 248

А 5-24 6,48 4,75 0,36 13,2 106 218

АВ 24-35 6,76 2,65 0,23 11,5 81 185

В 35-80 7,53 0,86 Не опр. - 13 123

Вк 80-100 7,79 0,74 » - Не опр. Не опр.

Естественные герритории приуроченные к северо-восточному склону «Центрального» отвала

Черноземно -луговая(подножие отвала) Ад 0-8 6,37 6,14 0,64 9,6 99 241

А авг.45 6,48 5,97 0,57 10,5 53 188

АВ 45-56 6,46 4,05 0,23 17,6 48 172

в, 56-82 7,09 0,92 Не опр. - 43 162

В2 82-110 8,02 0,88 » - Не опр. 162

Чернозем выщелоченный (120м от отвала) Ад 0-5 6,65 5,02 0,52 9,7 158 298

А 5-27 6,57 3,05 0,44 6,9 113 241

АВ 2742 7,17 1,32 0,20 6,6 51 203

В 42-55 7,75 0,75 Не опр. - 19 178

Вк 55-100 8,13 0,46 » - Не опр. Не опр.

Чернозем выщелоченный (600м от отвала) Ад 04 6,37 5,50 0,54 10,2 55 274

А 4-29 6,60 5,21 0,31 16,8 67 198

АВ 29-49 6,54 1,92 0,22 8,7 36 175

В 49-56 6,78 0,93 Не опр. - 25 165

Вк 56-84 7,31 0,56 » - Не опр. Не опр.

Естественные территории не подверженные воздействию

Чернозем выщелоченный (контроль) Ад 04 6,55 5,72 0,51 11,2 208 327

А 4-34 6,62 5,18 0,45 11,3 153 222

АВ 3448 6,71 1,92 0,16 11,9 83 217

В 48-89 7,57 0,73 Не опр. - 49 192

Вк 89-100 7,80 0,21 » - Не опр. Не опр.

На содержание доступных для растений форм калия, в той или иной степени, воздействие техногенного объекта не отмечено. Его количественное содержание определяется изначальными свойствами черноземов.

Таким образом, в результате складывающихся гидрогермических условий, а так же приноса инородного материала с поверхности отвала происходит снижение накопления в почве органического углерода, содержания подвижного фосфора и изменение реакции почвенного раствора.

Глава 5. Экологическое состояние почвенного и растительного покрова 5.1. Почвенно-экологическое состояние

Почвенно-экологическая оценка проводилась на основании метода расчета почвенно-экологического индекса (ПЭи) [Шишов и др.,1991]. Данная оценка включает в себя показатели плодородия почвы (агрохимические, физические и физико-химические свойства), а так же климатические условия и рельеф местности.

Для характеристики полученных показателей ПЭи была разработана оценочная градация. При этом необходимо сделать поправку по ее применению лишь для территорий, расположенных в лесостепной и степной зоне [Беланов, 2011], используемых в качестве сенокосов и пастбищ, либо, находящихся в течении длительного времени в залежи.

Показатели ПЭи соответствуют следующим значениям экологического состояния территорий: более 90 баллов - благополучное экологическое состояние; от 90 до 60 - хорошее; от 60 до 40 - удовлетворительное; от 40 до 20 - напряженное; менее 20 - близкое к критическому. Объективность этих показателей подтверждается ранее описанными свойствами и режимами почв естественных ландшафтов функционирующих в условиях техногенеза [Беланов, 2011].

Наиболее низкими ПЭи обладают территории, расположенные у подножия отвалов. Для земель, находящихся вдоль юго-западного фаса «Северного» отвала, составляет 25,8 балла, а для северо-восточной части «Центрального» отвала - 34,0 балла. Исходя из предложенной градации, их состояние оценивается как «напряженное». Причиной столь низкой оценки для территорий, расположенных у «Северного» отвала, является их переуплотненность, чрезмерная завалуненность вскрышным материалом (5-10 м3/га), неудовлетворительное состояние некоторых агрохимических показателей (см. Таблицу 2), а так же наличие эрозионных процессов на их поверхности. Для территорий, приуроченных к подножию «Центрального» отвала, причиной снижения уровня почвенно-экологического состояния послужило наличие вскрышного материала на их поверхности в виде щебня, камней, валунов, намытость верхних почвенных горизонтов элювием вскрышных пород с поверхности отвала (5-10 м3/га), а так же излишняя переувлажненность. Территории, расположенные на удалении 50 и 200 м от «Северного» отвала, характеризуются «напряженным» экологическим состоянием. Почвенно-экологические индексы таких территорий равны: на удалении 50 м - 38,6; на удалении 200 м - 40,1 балла. Причинами этого являются: водоэрозионные процессы, увеличение плотности почвы, а так же низкое содержание некоторых элементов питания растений (см. Таблицу 2).

«Удовлетворительным» может быть признано состояние территории, расположенной на удалении 120 м от «Центрального» отвала (43,6). К данной категории следует так же отнести территории, находящиеся на удалении 500 м от «Северного» отвала (53,3) и 600 м от «Центрального» отвала (52,2). «Хорошим» экологическим состоянием с показателем ПЭи (67,5), характеризуется фоновый участок, находящийся вне зоны воздействия техногенных объектов и факторов мощного негативного прессинга.

В заключении следует отметить, что на почвенно-экологическое состояние территорий, находящихся на различном удалении от отвалов, сказывается влияние множества негативных факторов связанных с функционированием техногенных ландшафтов. Все это в совокупности приводит к постепенному снижению плодородия почв, изменению гидротермических режимов.

5.2. Растительный покров

Пространственная неоднородность растительного покрова (Таблица 3) в пределах исследуемого природно-техногенного комплекса связана с изменениями в микро-, мезо- и макрорельефе, неоднородностью свойств почв, особенностями микроклимата каждого из участков исследования.

Таблица 3. Фитоценозы, сформированные на исследуемых участках.

Ключевые участки ОПП" Растительная ассоциация Среднее количество видов Преобладающая экогруппа** Эколого-фитоцснотический тип

Ключевые участки, приуроченные к юго-западному склону «Северного» отвала

Подножие отвала 70 полынно-мятликово-разнотравная 32 КМ степной

50 м от отвала 100 бобово-злаково-разнотравная 33 МК лугово-стспной

200 и 500 м от отвала 100 злаково-разнотравная 30 МК лугово-стспной

Ключевые участки, приуроченные к северо-восточному склону ((Центрального» отвала

Подножие отвала 100 вейниково-злаково-разнотравная 31 М, МГ лесо-луговой, лугово-болотный

120 м от отвала 100 разнотравно-злаково-бобовая 38 мк,м лугово-степной, лесо-луговой

600 м от отвала 80 кострецово-разнотравная 13 МК лугово-степной

*Общее проективное покрытие.

** М - мезофиты, КМ - ксеромезофиты, МК - мезоксерофиты, МГ - мезогигрофиты.

Биомасса функциональных групп растений (йтах и К), сформированных на ключевых участках, в период их максимального накопления представлена на Рис 8.

Наиболее низкими запасами надземных - 213 г/м2 и более высокими подземных - 3082 г/м2 живых органов растений, характеризуется участок, расположенный у подножия «Северного» отвала. Участок, находящийся у подножия «Центрального» отвала обладает наибольшими запасами надземной фитомассы

- 438 г/м2, при этом биомасса подземных органов растений составляет - 2038 г/м .

Таким образом, динамика формирования и развития растительного покрова в природно-техногенных комплексах находится в прямой зависимости от абиотических факторов, складывающихся в результате функционирования техногенных ландшафтов. Биомасса надземных и подземных органов травяных экосистем на каждом конкретно взятом участке так же определяется почвенно-экологическими, фенологическими и биологическими факторами. Основным регулирующим фактором выступают режимы увлажнения и температуры.

Выводы

1. Отвалы вскрышных и вмещающих пород являются причиной трансформации прилегающих к ним естественных экосистем. Направленность и интенсивность трансформации естественных экосистем зависит от их пространственного расположения относительно техногенного объекта. В наибольшей степени изменению микроклимата, свойств почвенного и растительного покрова подвержены территории, находящиеся непосредственно вдоль фасов отвалов.

2. Флуктуация микроклиматических характеристик в различных зонах воздействия техногенных объектов носит разнонаправленный характер. На территориях, приуроченных к юго-западным склонам отвалов, происходит увеличение температуры и снижение влажности воздуха, к северо-восточным - прослеживается обратная закономерность.

3. Складывающиеся микроклиматические особенности в результате функционирования отвалов оказывают влияние на гидротермические режимы почв. На юго-западных участках происходит увеличение годовых внутрипочвенных температур до 6,3°С, с непромывным водным режим, на северо-восточных - снижение годовых температур до 2,4°С с застойно-промывным типом водного режима.

4. Почвы природных территорий, прилегающих к склонам отвалов, характеризуются увеличением плотности сложения, подщелачиванием почвенного раствора и снижением содержания подвижного фосфора.

5. Участки, приуроченные к подножиям отвалов, на основании расчета ПЭи характеризуются «напряженным» почвенно-экологическим состоянием (ПЭи -20-40) и лишь по мере удаления на 500 м в юго-западном и 120 м в северовосточном направлении, оценивается как «удовлетворительное» (ПЭи - 40-60).

6. Изменение свойств и режимов почв на прилегающих участках приводит к трансформации фитоценозов и изменению их продуктивности. На участках, приуроченных к юго-западным склонам, происходит аридизация, следствием которой может являться образование степных экосистем. На территориях вдоль северо-восточных склонов отмечается переувлажнение почв, что приводит к формированию луговых экосистем.

7. По мере удаления от отвала снижается степень нагрузки в виду пространственной ограниченности воздействия техногенного объекта на окружающую среду или она носит локальный характер, что проявляется на участке, расположенном на удалении 600 м от «Центрального» отвала по направлению господствующих ветров.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

Беланов И.П. Изменение накопления почвенной влаги на территории подверженной техногенным нагрузкам в лесостепной зоне Кузнецкой котловины // Рекультивация нарушенных земель в Сибири - 2009. - №4. - С. 19- 21. (0,5 п.л.)

Беланов И.П. Аккумуляция эоловой пыли на поверхности снежного покрова в результате техногенеза. // Труды V международной конференции «Эволюция почвенного покрова: история идей и методы, голоценовая эволюция, прогнозы». - Пу-щино, 2009. - С.251-252. (0,3 п.л.)

Беланов И.П. Техногенез и экогенез почвенного покрова Кузбасса //Сборник материалов всероссийской научной конференции «Почвы Сибири: прошлое, настоящее, будущее». - Новосибирск, 2010. - С. 77-79. (0,3 п.л.)

Беланов И.П., Шипилова A.M. Температурный режим почв территорий, подверженных техногенезу. // Безопасность труда в промышленности. - 2010. - Выпуск 5. - С. 28-30. (1 п.л.)

Шипилова A.M., Беланов И.П., Андроханов В.А. Техногенез и экогенез почвенного покрова промышленно развитого региона. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2011.-236 с. (13 п.л.)

Беланов И.П. Почвенно-экологическая оценка территорий подверженных экогенному воздействию // Достижения науки и техники АПК - 2011. - №2. - С. 1416. (1 п.л.)

Беланов И.П., Андроханов В.А. Специфика режима ветра в природно-гехногенных комплексах лесостепной зоны Кузнецкой котловины // Девятое сибирское совещание по климато-экологическому мониторингу: Мат-лы рос. конф. -Томск, 2011. - С. 227-229. (0,5 п.л.)

Заказ №148 Бумага офсетная 80 г/м2 тираж 100 экз. Подписано в печать 25.10.11 Усл. печ. л. 1

Отпечатано в типографии ООО «Окарина» 630099 г.Новосибирск, Урицкого, 24

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Беланов, Иван Петрович

Введение.

Глава I. Состояние изученности вопроса и постановка проблемы.

Глава II. Объекты и методы исследования.

2.1. Источники и виды воздействия на естественные экосистемы в условиях техногенеза.

2.2. Объекты исследований.

2.3. Принципы и методы исследований.

Глава III. Микроклиматические изменения.

3.1. Природно-климатические условия Кузнецкой котловины.

3.2. Температура и влажность приземного слоя воздуха.

3.3. Режим ветра.

3.4. Атмосферные осадки."

Глава IV. Трансформация свойств почвенного покрова.

4.1. Общие физические свойства почв.

4.2. Температурный режим почв.

4.3. Водный режим почв.

4.4. Агрохимическая характеристика.

Глава V. Экологическое состояние почвенного и растительного покрова.

5.1. Почвенно-экологическое состояние.

5.2. Растительный покров.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Трансформация почвенно-экологического состояния естественных ландшафтов Кузбасса в условиях техногенеза"

В настоящее время проблема трансформации экосистем и их основных компонентов - почвенного, растительного покрова, климатических показателей, в связи с активной хозяйственной деятельностью человека приобретает глобальный характер. Одним из регионов с наиболее яркими проявлениями экологического кризиса, затронувшего все аспекты природопользования, выступает Кузбасс. В настоящее время на территории Кемеровской области находится более 40 предприятий, ведущих добычу угля открытым способом. Их деятельность привела к деградации не менее 70% почвенного покрова земледельческой части региона, около 100 тыс. га уничтожено полностью [Малахов, 1999; Андроханов, Курачев, 2010]. Свойства и режимы почв техногенных ландшафтов Кузбасса рассматриваются в работах С.С. Трофимова [1975], В.М. Курачева и В.А. Андроханова [2010] и др. Почвенный покров естественных территорий Кузбасса был подробно исследован С.С. Трофимовым [1975], В.А. Хмелевым и A.A. Танасиенко [Хмелев, Танасиенко,1983] и др. Однако в проведенных исследованиях не уделяется внимание взаимодействию техногенных и прилегающих к ним естественных территорий.

Влияние техногенных ландшафтов на прилегающие естественные территории многопланово: термическое, геохимическое, гидрологическое и т.п. По этой причине естественные экосистемы подвержены сильному преобразованию, что в настоящее время, к сожалению, при экологическом мониторинге нарушенных земель не учитывается, либо носит условный характер. Поэтому, исследования такого рода чрезвычайно актуальны как с точки зрения региональной специфичности такого промышленно-развитого региона, как Кузбасс, так и масштабности экологических последствий для всей Западной Сибири.

Цель исследований: Выявить и исследовать причины и виды трансформации основных компонентов естественных экосистем микроклимата, почвенного и растительного покрова) в лесостепной зоне Кузнецкой котловины в условиях техногенеза. Задачи исследований:

1. Определить направление трансформации естественных экосистем по степени и видам воздействия отвалов вскрышных пород.

2. Исследовать особенности микроклимата, сложившегося на естественных территориях, прилегающих к техногенным ландшафтам и определить закономерности его изменения.

3. Изучить физические и агрохимические свойства почв, находящихся на различном удалении от отвалов и оценить их почвенно-экологическое состояние.

4. Рассмотреть состав фитоценозов естественных ландшафтов, находящихся в зоне влияния техногенных ландшафтов и запасы фитомассы.

Научная новизна работы. Впервые проведена комплексная оценка негативного воздействия отвалов на прилегающие к ним естественные ландшафты. В результате чего установлено, что основными факторами трансформации естественных ландшафтов являются изменения климатических параметров, физических и агрохимических свойств почв.

Определено влияние техногенного рельефа на степень и причины изменений ряда природно-климатических показателей: температуры, влажности, скорости ветра в приземном слое воздуха, перераспределение атмосферных осадков на прилегающих естественных территориях.

Установлены основные причины трансформации ряда свойств и характеристик почв естественных ландшафтов, находящихся в зоне прессинга отвалов.

Проведена почвенно-экологическая оценка и геоботаническое описание территорий, находящихся в зоне воздействия техногенного объекта. Выявлена неоднородность отношения подземной к наземной фитомассе на участках, расположенных на различном удалении от отвалов вскрышных и вмещающих пород.

Защищаемые положения:

1. Отвалы вскрышных пород влияют на изменение микроклимата, гидротермического режима ландшафтов, физических и агрохимических свойств почв, а так же на функционирование растительных сообществ.

2. Участки приуроченные к юго-западным склонам отвалов подвержены аридизации, участки расположенные у северо-восточных склонов -процессам олуговения.

3. По мере удаления от отвала изменения в функционировании экосистем могут носить менее яркий или даже локальный характер в виду пространственной ограниченности прессинга техногенного объекта. Научная и практическая значимость работы. Исследованы особенности функционирования таких компонентов естественных экосистем, как микроклимат, почвенный и растительный покров в условиях техногенеза. Показана различная направленность процессов воздействия отвалов, в одном случае это иссушение, а в другом - увлажнение. Впервые проведена комплексная почвенно-экологическая оценка земель и дана ее характеристика. Установлено изменение растительных сообществ в зависимости от пространственного расположения относительно отвалов вскрышных и вмещающих пород. Исследования такого рода дают возможность понять механизмы и уровни воздействия техногенных ландшафтов на прилегающие к ним естественные территории, а так же спрогнозировать дальнейшее их развитие. Результаты работы могут быть использованы для проведения почвенно-экологического районирования и мониторинга естественных ландшафтов, граничащих с отвалами вскрышных и вмещающих пород.

Апробация работы. Результаты исследований представлялись на Международных и Всероссийских конференциях: «Эволюция почвенного покрова: история идей и методы, голоценовая эволюция, прогнозы»

Пущино, 2009), «Проблемы промышленной ботаники индустриально развитых регионов» (Кемерово, 2009), «Отражение био-гео-антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове» (Томск, 2010), Ковалевские молодежные чтения «Почвы Сибири: прошлое, настоящее, будущее» (Новосибирск, 2010); заседаниях совета научной молодежи ИПА СО РАН (Новосибирск 2010, 2011).

По материалам диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых журналах из «Перечня» ВАК и монография.

Личный вклад автора. Автором проведены экспедиционно-исследовательские работы, анализ полученных материалов, их научная интерпретация и публикация.

Благодарности. Автор выражает признательность своему научному руководителю, доктору биологических наук, ВА. Андроханову за помощь, оказанную при написании данной работы. Благодарит сотрудников лаборатории рекультивации почв ИПА СО РАН оказавших помощь в проведении исследований. Глубоко признателен С.Ю. Артымуку за ценные советы и критические замечания, к.б.н. Подурец О.И. за помощь в геоботаническом описании. Искренне признателен И.Н. Госсену и A.M. Шипиловой за всестороннюю помощь в ходе экспедиционных работ.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Беланов, Иван Петрович

ВЫВОДЫ

1. Отвалы вскрышных и вмещающих пород являются причиной трансформации прилегающих к ним естественных экосистем. Направленность и интенсивность трансформации естественных экосистем зависит от их пространственного расположения относительно техногенного объекта. В наибольшей степени изменению микроклимата, свойств почвенного и растительного покрова подвержены территории, находящиеся непосредственно вдоль фасов отвалов.

2. Флуктуация микроклиматических характеристик в различных зонах воздействия техногенных объектов носит разнонаправленный характер. На территориях, приуроченных к юго-западным склонам отвалов, происходит увеличение температуры и снижение влажности воздуха, к северо-восточным - прослеживается обратная закономерность.

3. Складывающиеся микроклиматические особенности в результате функционирования отвалов оказывают влияние на гидротермические режимы почв. На юго-западных участках происходит увеличение годовых внутрипочвенных температур до 6,3 °С, с непромывным водным режим, на северо-восточных - снижение годовых температур до 2,4 °С с застойно-промывным типом водного режима.

4. Почвы природных территорий, прилегающих к склонам отвалов, характеризуются увеличением плотности сложения, подщелачиванием почвенного раствора и снижением содержания подвижного фосфора.

5. Участки, приуроченные к подножиям отвалов, на основании расчета ПЭи характеризуются «напряженным» почвенно-экологическим состоянием (ПЭи - 20-40) и лишь по мере удаления на 500 м в юго-западном и 120 м в северо-восточном направлении, оценивается как «удовлетворительное» (ПЭи - 40-60).

6. Изменение свойств и режимов почв на прилегающих участках приводит к трансформации фитоценозов и изменению их продуктивности. На участках, приуроченных к юго-западным склонам, происходит аридизация, следствием которой может являться образование степных экосистем. На территориях вдоль северо-восточных склонов отмечается переувлажнение почв, что приводит к формированию луговых экосистем.

7. По мере удаления от отвала снижается степень нагрузки в виду пространственной ограниченности воздействия техногенного объекта на окружающую среду, или она носит локальный характер, что проявляется на участке, расположенном на удалении 600 м от «Центрального» отвала по направлению господствующих ветров.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Беланов, Иван Петрович, Новосибирск

1. Агроклиматические ресурсы Кемеровской области. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 141 с.

2. Агрофизические методы исследования почв. М. Наука, 1966. - 259 с.

3. Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. - 656 с.

4. Алибегова Ж.Д. Пространственно-временная структура полей жидких осадков. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 228 с.

5. Алисов Б.П., Полтараус Б.В. Климатология. М.: Изд-во МГУ, 1962. -220 с.

6. Алябьева Г.Н., Фахрина М.В. Природный потенциал Кемеровской области // Фундаментальные исследования. 2007. - № 11. - С. 41-43.

7. Андроханов В.А., Курачев В.М. Почвенно-экологическое состояние техногенных ландшафтов: динамика и оценка. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2010.-224 с.

8. Аникина А.П. Фосфор, калий // Агрохимические свойства почв и эффективность удобрений. Новосибирск, 1989. - С. 46-71.

9. Антипина Л.П. Фосфор в почвах Сибири: Автореф. дис. . д-ра с.-х. наук. Омск, 1991. - 32 с.

10. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во МГУ, 1962.-491 с.

11. П.Аронов С.Г., Нестеренко Л.Л. Химия твердых горючих ископаемых. -Харьков: Изд-во Харьк. ун-та, 1960. 372 с.

12. Афанасьева Е.А. Черноземы Среднерусской возвышенности. М.: Наука, 1966. - 223 с.

13. Беланов И.П. Аккумуляция эоловой пыли на поверхности снежного покрова в результате техногенеза. // Труды V международной конференции «Эволюция почвенного покрова: история идей и методы, голоценовая эволюция, прогнозы». Пущино, 2009а. - С.251-252.

14. Беланов И.П. Изменение накопления почвенной влаги на территории подверженной техногенным нагрузкам в лесостепной зоне Кузнецкой котловины // Рекультивация нарушенных земель в Сибири 20096. - №4. - С. 19-21.

15. Беланов И.П. Общие физические свойства эмбриоземов. // Материалы VI студенческой научной конференции «Достижения и перспективы студенческой науки аграрных вузов Сибирского федерального округа», Кемерово. 2007. - С. 326.

16. Беланов И.П. Почвенно-экологическая оценка территорий подверженных антропогенному воздействию // Достижения науки и техники АПК-2011.-№2.-С. 14-16.

17. Беланов И.П. Техногенез и экогенез почвенного покрова Кузбасса //Сборник материалов всероссийской научной конференции «Почвы Сибири: прошлое, настоящее, будущее». Новосибирск, 2010. - С. 77 - 79.

18. Беланов И.П., Шипилова A.M. Температурный режим почв территорий, подверженных техногенезу. // Безопасность труда в промышленности. 2010. -Выпуск 5-С. 28-30.

19. Бенуа К.М. Метеорология. М.-Л.: Военмориздат, 1941. - 541 с.

20. Берг Л.С. Основы климатологии. Л.:Учпедгиз, 1938. - 275 с.

21. Берг Л.С. Физико-географические (ландшафтные) зоны СССР. Ч. 1. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1936. - 427 с.

22. Бузмаков С.А., Костарев С.М. Техногенные изменения компонентов природной среды в нефтедобывающих районах Пермской области. Пермь: Изд-во ПТУ, 2003.-171 с.

23. Бурыкин A.M. Условия почвообразования в техногенных ландшафтах в связи с их рекультивацией (на примере Курской магнитной аномалии) //

24. Рекультивация земель и улучшение малопродуктивных угодий на территории КМА.-Воронеж, 1980. -Т.108. С. 11-42.

25. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. - 415 с.

26. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. М.: Наука, 1989. - 432 с.

27. Вернадский В.И. Биосфера. M.-JL: Научно-техн.-теор. изд-во, 1926. -147с.

28. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. -М.: Наука, 1965-374 с.

29. Виноградов А.П. Биогеохимические провинции и эндемии. // Докл. АН СССР. 1938 - т.18., № 4-5 - с. 283-286

30. Виткевич В.И. Сельскохозяйственная метеорология. -М.: Колос, 1966. -383 с.

31. Воробьев В.И. Синоптическая метеорология. Л.:Гидрометеоиздат, 1991.-616 с.

32. Воронов А.Г. Геоботаника. М.: Высшая школа, 1973. — 384 с.

33. Второва В.Н. Круговорот веществ некоторых типов северотаежных еловых лесов при техногенном воздействии. // Почвоведение. 1986. - №4. -С. 90-101.

34. Высоцкий Г. Н. О гидрологическом и метеорологическом влиянии лесов. М.-Л.: Гослесбумиздат,1952. - 112 с.

35. Вялов С.С., Зарецкий Ю.К., Максимяк Р.В., Пекарская И.К. Кинетика структурных деформаций и разрушения глин // Труды VIII Международной конф. по механике грунтов и фундаментостроению. М., 1972. - С. 13-23.

36. Галанин A.B. Флора и ландшафтно-экологическая структура растительного покрова. Владивосток: ДВО АН СССР, 1991. - 272 с.

37. Гамзиков Г.П. Азот в земледелии Западной Сибири. М.:Наука, 1981. -267 с.

38. Гамзиков Г.П. Почвенная диагностика питания растений и применения удобрений на черноземах // Особенности формирования и использования почв Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск: Наука, 1982. - С. 191-204.

39. Гамзиков Г.П. Эффективное использование удобрений под полевые культуры на почвах Западной Сибири // Агрохимические исследования в Сибири. Красноярск, 1984. - С. 4-34.

40. Геолого-промышленная карта Кузнецкого бассейна. Масштаба 1:100 ООО // Объяснительная записка. Новосибирск: ЦНИИГИМС, 2000. - 128 с.

41. Герасимов И.П. Учение В.В.Докучаева и современность. М.: Мысль, 1986.-124 с.

42. Гигиенические аспекты районной планировки и градостроительства в Кемеровской области. Новосибирск: Наука, 1978. -228 с.

43. Глазовская М.А. Почвы мира (основные семейства и типы почв). Т.1. -М.: Изд-во МГУ, 1972. 231 с.

44. Глазовская М.А., Геннадиев А.Н. География почв с основами почвоведения М., Изд-во МГУ, 1995. - 400 с.

45. ГОСТ 17.1.5.04-81. Охрана природы. Гидросфера. Приборы и устройства для отбора, первичной обработки и хранения проб природных вод. Общие технические условия.

46. ГОСТ 17.1.5.05-85. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков

47. ГОСТ 27593 88 (2005) Почвы, термины и определения.

48. ГОСТ 6376-52. Анемометры ручные со счетным механизмом. Технические условия.

49. Грибова С.А. Геоботаническое картографирование // Симпозиум «Логические основы карт растительности и пути повышения их информативности» Л., 1976. - С. 70-73.

50. Грингоф И.Г., Попова В.В., Страшный В.Н. Агрометеорология Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 310 с.

51. Гумусообразование в техногенных экосистемах. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1986. - 166 с.

52. Денисов Н.Я. О природе прочности глинистых пород // Природа прочности и деформаций грунтов. М.: Стройиздат, 1972. - С. 94-107.

53. Дербенцева A.M., Степанова А.И., Пилипушка Л.Г., Крупская Л.Т., Кубарева Т.С., Пилипушка В.Н. Химическая деградация почв юга Дальнего Востока. Владивосток: Изд-во Дальневост. Ун-та, 2005. - 73 с.

54. Димо В.Н. Тепловой режим почв СССР. М.:Колос, 1972. - 362 с.

55. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения. М.: ВЛАДОС, 2001.-384 с.

56. Добровольский Г.В., Гришина Л.А., Розанов Б.Г., Торгульян В.О. Влияние человека на почву как компонент биосферы.// Почвоведение. 1985. -№12.-С. 55-65.

57. Докучаев В.В. Избранные труды. М.-Л.: АН СССР, 1949. - 646 с.

58. Дроздов O.A. Засухи и динамика увлажнения. Л.: Гидрометеоиздат, 1980.-96 с.

59. Дюков А.Н. Роль лесной рекультивации в защите отвалов КМА от ветровой и водной эрозии. Автореферат дис. канд. с-х наук. Воронеж, 1986. -23 с.

60. Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. М., Наука, 2003 - 348 с.

61. Зонн C.B., Травлеев А.П. Географо-генетические аспекты почвообразования, эволюция и охрана почв. Киев: Наукова думка, 1989. -216 с.

62. Ивлев A.M., Дербенцева A.M. Техногенез и почвы // Курс лекций. -Владивосток, 2005. 41 с.

63. Ильин В.Б. Почвы правобережной части // Почвы Новосибирской области. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1966. - С. 303-378.

64. Ильичев А.И., Соловьев Л.И. География Кузбасса: Природные условия и ресурсы Кемеровской области. Кемерово: Кемеровское кн. изд-во, 1988. -143с.

65. Карпачевский Л.О. Экологическое почвоведение. М.: ГЕОС, 2005. -336 с.

66. Касаточкин В. И., Ларина Н. К. Строение и свойства природных углей. -М.: Недра, 1975.-159 с.

67. Каск Р.П. Агропочвоведческая характеристика и оценка (бонитировка) сельскохозяйственных угодий Эстонской ССР. Автореферат дис. доктора с-х наук. -М., 1973.-44 с.

68. Кауричев И.С. Почвоведение. М: Агропромиздат, 1989 - 719 с.

69. Классификация и диагностика почв СССР. -М.: Колос, 1977. 233 с.

70. Климат России: справочник. СПб.:Гидрометеоиздат, 2001. - 655 с.

71. Ковда В.А. Биогеохимические циклы в природе и их нарушение человеком. М.:Наука 1975. - 72с.

72. Ковда В.А. Почвенный покров как компонент биосферы. // Вести АН СССР.- 1973.-№9.-С. 16-26

73. Колесникова В.М., Алябина И.О, Воробьева Л.А., Молчанова Э.Н., Шоба С.А., Рожкова В.А. Почвенная атрибутивная база данных России // Почвоведение. 2010 - №8 - С. 899-907.

74. Крупская Л. Т., Хрунина Н.П. Некоторые вопросы использования земель на горных предприятиях юга Дальнего Востока и рекультивация. Рациональное освоение месторождений полезных ископаемых Дальнего Востока. Владивосток: Дальнаука, 1997. - 158 с.

75. Крупская Л.Т. Техногенное разрушение почв на горных предприятиях юга Дальнего Востока России и их рекультивация. Автореферат дис. доктора биол. наук. Владивосток, 1994. - 36 с.

76. Кульчицкий Л.И. Усьяров О.Г. Физико-химические основы формирования свойств глинистых пород М.: Недра, 1981. - 178 с.

77. Куминова А.В. Растительность Кемеровской области. Новосибирск: Изд-во Зап.-Сиб. филиала АН СССР, 1950 - 167 с.

78. Куприянов А.Н., Манаков Ю.А. Степные участки Кузнецкой котловины в опасности // Степной бюллетень. 2006. - №20. - С.40-41.

79. Лебедев А.Ф. Почвенные и грунтовые воды. М.: Наука, 1936 - 184 с.

80. Лебедева И.И., Тонконогов В.Д. Структура почвенного покрова и антропопедогенез. // Почвоведение. 1994. - №2. - С. 38-42.

81. Малахов С.М. Чрезвычайная экологическая ситуация в Кузбассе -возможные пути решения // Труды Междунар. науч.- практ. конф. «Экологические проблемы угледобывающей отрасли в регионе при переходе к устойчивому развитию». 1999. -т.1. - С. 120-124.

82. Малышев Л.И. Изменение флор Земного шара под влиянием антропогенного давления // Биологические науки. 1981. - №3. - С. 5-20.

83. Маслова И.Я. Агрохимическая характеристика выщелоченных черноземов // Плодородие почв Новосибирского Приобья. Новосибирск: Наука, 1971.-С.51-57.

84. Милановский Е.Ю. Гумусовые вещества почв как природные гидрофобно-гидрофильные соединения. М.: Геос, 2009. - 186 с.

85. Моторина Л.В. Ландшафтно-экологический подход к оптимизации природно-техногенных комплексов. // Техногенные экосистемы. Организация и функционирование. Новосибирск: Наука, 1985. - С. 12-23.

86. Моторина Л.В., Федотова В.И., Ижевская Т.И. Природно-техногенные комплексы угольных и железорудных месторождений Тульской области и возможности их рекультивации. // Изменение природной среды в связи с деятельностью человека. М., 1978. - С. 56 - 89.

87. Назаркж В.М. Эколого-агрохимические и генетические проблемы регулируемых агроэкосистем. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2004. - 240 с.

88. Наставления гидрометеорологическим станциям и постам. — Л.: Гидрометеоиздат, 1979.-303 с.

89. Наумов A.B. Дыхание почв. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. - 208с.

90. Неронов В. В. Полевая практика по геоботанике в средней полосе Европейской России. М.: Изд-во Центра охраны дикой природы, 2002. - 140 с.

91. Нерпин C.B., Нерпин Б.С., Романов О.В. Концептуальная модель уплотнения почвы под действием внешних нагрузок // Тезисы докладов VIII Всесоюзного съезда почвоведов. Новосибирск, 1989.-С. 137.

92. Орлов А.Д., Путилин А.Ф., Уваров В.М., Танасиенко A.A. Особенности поверхностного стока талых вод и смыва почв в Западной Сибири -Новосибирск: Наука. Сиб. отд.,1978 189 с.

93. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. -М.:Наука, 1975. 341с.

94. Петтерссен С. Введение в метеорологию. M.- JL: ОГИЗ Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1947. - 280 с.

95. Пешкова Г.А. Растительность Сибири (Прибайкалье и Забайкалье) -Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1985. 144 с.

96. Пигорев И.Я. Экология техногенных ландшафтов КМА и их биологическое освоение. Курск.: Изд-во Курской государственной сельскохозяйственной академии, 2006. - 366 с.

97. Полева геоботаника. M.-JL: Наука, 1964 - С. 9-36.

98. Потапов В.П., Мазикин В.П., Счастливцев E.JL, Вашлаева Н.Ю. Геоэкология угледобывающих районов Кузбасса. Новосибирск: Наука, 2005. -650 с.

99. Почвенно-географическое районирование СССР (в связи с сельскохозяйственным использованием земель). М.:Изд-во АН СССР, 1962. -422 с.

100. Почвенный очерк совхоза «Сибирь» Кемерово: Запсибгипрозем, 1985-58 с.

101. Практикум по общему почвоведению М.: Изд-во МГУ, 1995. -136 с.

102. Прокошев В.В. Актуальные вопросы агрохимических калийных удобрений // Агрохимия. 1985. - №4. - С. 32-41.

103. Пчелкин В.У. Почвенный калий и калийные удобрения. -М.:Колос, 1966.-336 с.

104. Реймерс Н. Ф. Природопользование. Словарь-справочник. М.: «Мысль», 1990. - 639 с.

105. Роде A.A. Водный режим почв и его регулирование. М.: Изд-во АН СССР, 1963.-119 с.

106. Роде A.A. Основы учения о почвенной влаге. Т.1. -Л.:Гидрометеоиздат, 1965. 296 с.

107. Рожков А.Г. Изучение основных факторов, влияющих на развитие оврагов в Молдавии // Методы исследования водной эрозии почв Кишинев, 1976.-С. 134-158.

108. Росновский И.Н., Копысов С.Г. Внешние воздействия и типы устойчивости почв // Тезисы докладов Всероссийской конференции: Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям. Москва, 2002. - С. 11-12.

109. Сивков С.И. Методы расчета характеристик солнечной радиации. Д.: Гидрометеоиздат, 1968. - 232с.

110. Синягин И.И., Кузнецов Н.Я. Применение удобрений в Сибири. -М.: Колос, 1979.-373 с.

111. ИЗ. Скорер P.C. Аэрогидродинамика окружающей среды М.: Мир, 1980.-552 с.

112. Сластихин В.В. Вопросы мелиорации склонов Молдавии. -Кишинев: Картя Молдовеняска, 1964. 212 с.

113. Соколов A.B. Агрохимия фосфора. M.;JI.: Изд-во АН СССР, 1950. -149 с.

114. Солнцев H.A. Значение цикличности и ритмичности экзогенных ландшафтообразующих процессов. // Вестник МГУ. География. 1961. - № 4. -С. 3-7.

115. Соловьев Ю.И. Механика грунтов. М.: УМЦ ЖДТ, 2007. - 286 с.

116. Стулов Е.А. Влияние мезомасштабных неоднородностей рельефа на поля фронтальных осадков // Метеорология и гидрология. 1994. - № 3. -С. 20-29.

117. Стулов Е.А. Оценка орографического увеличения жидких осадков над мезомасштабными неоднородностями рельефа // Метеорология и гидрология. 1997. - №5. - С. 27-35.

118. Сукцессии и биологический круговорот. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1993. - 155 с.

119. Счастливцев E.JI. Геологическое строение прилегающих территорий и оценка радиационной обстановки. // Труды Кузбасской комплексной экспедиции. 2004. - т.1. - С. 691-697.

120. Счастливцев E.JI. Пушкин С.Г. Гидрологические, гидрохимические и гидрогеологические характеристики территории бассейна р.Бачат и района расположения ООО «Байат». // Труды Кузбасской комплексной экспедиции. Кемерово, 2004. - Т.1. -С. 728-760.

121. Счастливцев Е.Л., Быков A.A. Оценка загрязнения атмосферы и выпадения загрязняющих веществ из атмосферы на подстилающую поверхность. // Труды Кузбасской комплексной экспедиции. Кемерово, 2004. -Т.1.-С. 717-728

122. Сычев В.Г. Возможности совершенствования градаций содержания «доступного» калия // Агрохимический вестник 2000. - №5. - С. 30-34.

123. Танасиенко A.A. Гумус выщелоченных черноземов и его изменение под воздействием смыва // Почвоведение. 1983. - №4 - С. 116125.

124. Танасиенко A.A., Путилин А.Ф. Экологические проблемы эрозии почв// Сибирский экологический журнал 1994 - №3, т.1. - С. 185-194.

125. Тер-Мартиросян А. Г., Тер-Мартиросян А.З., Николаев А.П. Остаточная диформация и устойчивость массивов грунтов при сейсмическом воздействии // Вестник МГСУ. 2008 - №2. - С. 41-47.

126. Тер-Степанян Г.И. Исследование ползучести глинистых грунтов при сдвиге // Труды VIII Международной конф. по механике грунтов и фундаментостроению. М., 1972. - С. 51-63.

127. Тер-Степанян Г.И. Явление скачкообразной перестройки структуры грунтов при деформировании // Инженерная геология. 1988. -ЖЗ.-С. 11-26.

128. Титлянова A.A., Косых Н.П., Миронычева-Токарева Н.П., Романова И.П. Подземные органы растений в травяных экосистемах. -Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1996. 128 с.

129. Титлянова A.A., Тесаржова М. Режимы биологического круговорота. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991. - 150 с.

130. Тонконогов В.Д., Шишов JI.J1. О классификации антропогенно-преобразованных почв. // Почвоведение. 1990. -№1. - С. 72-79.

131. Трофимов С.С. Экология почв и почвенные ресурсы Кемеровской области. Новосибирск: Наука. Сиб. отд., 1975. - 301 с.

132. Трубецкая А.П., Чащина Н.И. Физические свойства обыкновенных черноземов высоких грив // Структура, функционирование и эволюция системы биогеоценозов Барабы. Биогеоценозы и их компоненты. Т.1. -Новосибирск: Наука, 1974. С. 54-59.

133. Тюменцев Н.Ф. Сущность бонитировки почв на генетико-производственной основе. Новосибирск: Наука. Сиб. отд., 1975. - 140 с.

134. Уткаев В.Ф. Устойчивость структурного состояния почв к антропогенным воздействиям // Тезисы докладов Всероссийской конференции: Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям. Москва, 2002. - С. 15.

135. Хайдапова Д.Д., Пестонова Е.А. Изменение прочности почвенных агрегатов в процессе иссушения // Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов. Кн. 1. Новосибирск, 2004 - С. 458.

136. Хитров Н.Б. Представление об устойчивости почв к внешним воздействиям // Тезисы докладов Всероссийской конференции: Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям. Москва, 2002. - С. 3-6.

137. Хмелев В.А. Лессовые черноземы Западной Сибири. -Новосибирск: Наука. Сиб. отд., 1989. 202 с.

138. Хмелев В.А., Танасиенко A.A. Земельные ресурсы Новосибирской области и пути их рационального использования. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. - 350 с.

139. Хмелев В.А., Танасиенко A.A. Черноземы Кузнецкой котловины. -Новосибирск: Наука., 1983.-256 с.

140. Хоанг Тьюнг Динамика фитомассы надземных и подземных органов растений луговой степи // Бюллетень МОИП. 1974 - Т. 29, №4. - С. 139-141.

141. Хромов С.П. Метеорология и климатология для географических факультетов. JL: Гидрометеоиздат, 1968. - 492 с.

142. Хромов С.П., Мамонтова Л.И., Метеорологический словарь Л.: Гидрометеоиздат, 1974.-568 с:

143. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. -М.: МГУ, 2006.-583 с.

144. Чертов О.Г., Чуков С.Н. Опыт интегральной оценки антропогенного нарушения почв.// Почвоведение. 1994. -№5. - С102-104

145. Чириков Ф.В. Агрохимия калия и фосфора. М.: Сельхозгиз, 1956. -464 с.

146. Чирков Ю.И. Определение прогревания почв по температуре воздуха в период посева и прорастания кукурузы. // Метеорология и гидрология 1956. - №6. - С.26-54.

147. Шадрина Е.Г., Вольперт Я.Л., Данилов В.А., Шадрин Д.Я. Биоиндикация воздействия горнодобывающей промышленности на наземные экосистемы Севера. Новосибирск: Наука, - 2003. - 110 с.

148. Шалыт М.С. Подземная часть некоторых луговых, степных и пустынных растений и фитоценозов // Геоботаника 1950. - Сер. 3., вып. 6. -440 с.

149. Шатохина Н.Г. Луговые степи и остепненные луга Западной Сибири, Новосибирская область // Биологическая продуктивность травяных экосистем. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988а. - С. 76 - 88.

150. Шатохина Н.Г. Настоящая степь Казахстана, Целиноградская область // Биологическая продуктивность травяных экосистем. Новосибирск: Наука. Сиб. Отделение, 19886. - С. 32 - 42.

151. Шатохина Н.Г. Продукционный процесс и круговорот азота и зольных элементов в луговых степях и агроценозах пшеницы в Б арабе. Автореферат дис. канд. биол. наук. Томск,""1980. - 19 с.

152. Швебс Г.И. Формирование водной эрозии, стока наносов и их оценка. Л.:Гидрометеоиздат, 1974. - 183 с.

153. Шишов Л.Л., Дурманов Д.Н., Карманов И.И., Ефремов В.В. Теоретические основы и пути регулирования плодородия почв. М.: ВО «Агропромиздат», 1991. - 307 с.

154. Шульгин A.M. Климат почвы и его регулирование. Л.: Гидрометиздат, 1967. - 303 с.

155. Шульгин A.M. Температурный режим почв Л.:Гидрометиздат, 1957.-247с.

156. Щербинин В.И. Принципы бонитировки почв Западной Сибири. -Новосибирск: Наука. Сиб. отд., 1985. 117с.

157. Экологическая карта Кемеровской области. Масштаб 1:500000 — М.: Федеральная служба геодезии и картографии России, 1995.

158. Экологические функции литосферы. М.: Изд-во МГУ, 2000. -432 с.

159. Экология и рекультивация техногенных ландшафтов. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1992. 305 с.

160. Экосистемы в критических состояниях. М.: Наука, 1989. — 155 с.

161. Элизбарашвили Э.Ш., Кереселидзе Д.Н., Элизбарашвили Ш.Э. К осреднению полей атмосферных осадков в горных условиях // Метеорология и гидрология. 2006. - № 8. - С. 54-58.

162. Юрцев Б.А. Мониторинг биоразнообразия на уровне локальных флор // Ботанический журнал. 1997. - № 6. - С. 60 - 70.

163. Якименко В.Н. Калий в агроценозах Западной Сибири. — Новосибирск: Изд-во. СО РАН, 2003.-208 с.

164. Assink J.W. Contaminated soil. Dordrect, 1986. - 923 p.

165. Detto C. Die Theorie der direkten Anpassung und iure Bedeutung für des Anpassung und Deszendensproblem. Jena, 1904. - 67 s.

166. Geiger R. The climate near the ground. Harvard: University Press, 1965.-611 p.

167. Haiden Т., Kerschbaum M., Kahlig P., Noblis F. A refined model of the influence of orography on the mesoscale distribution of extreme precipitation. // Hydrological Sciences Journal. 1992. -№37. -P.417-427.

168. James J.W. The effect of wind on precipitation catch over a small hill // Journal of Geophysical Research 1964. - №69(12). - P. 2521-2524.

169. Pagen D. Understanding the sky (Micro Meteorology) Mingoville: Published by Dennis Pagen, USA, 1992. - 280 p.

170. Scorer R.S. Environmental aerodynamics. New York: Halsted Press, 1978.-488 p.178. www. stray servis .com/about.php?id=8