The Journal of Soils and Environment / Почвы и окружающая среда
Not a member yet
19035 research outputs found
Sort by
Внутрипольное зонирование почвенного покрова по данным геофизических методов
Full text linkThe aim of the study was to test the application of shallow electrical prospecting methods for intra-field zoning of soil cover of agricultural land.
Location and time of the study. The research was conducted on the fields of Rubin LLC in the Krasnozersky District of the Novosibirsk Region in May 2025.
Methods. The research methods included aerial photography using a Dji Mavic Air quadcopter, electromagnetic profiling using EMS equipment, electrical tomography using Skala equipment, ground-penetrating radar using Oko equipment and analysis of soil particle size distribution and moisture content.
Results. The map of electrical resistivity (ER) distribution, obtained by transforming the EMS signal, showed areas of high and low resistivity. The higher resistivity zones corresponded to elevated relief features, as well as the “red” zones on the map of the average annual vegetation ASF index, i.e. zones with relatively low soil fertility and crop yields. Areas of low resistivity were associated with lower relief features and higher soil moisture. This effect was due to the moisture redistribution on the soil surface after spring snowmelt and heavy precipitation from areas with higher elevations towards lower elevations, as well as the water retention capacity of soils due to their different granulometric composition in the “red” and “green” zones according to the ASF index. There was a strong direct correlation between the ER and the sand fraction content and an inverse relationship with the content of fine-grained fractions. According to the electrical tomography and ground-penetrating radar data for the transitional profile from the “green” to the “red” zone according to the ASF index, there was a gradual increase in ER values and the appearance of a layered structure of sediments underlying the humus-accumulative (A) and transitional (AB) horizons. The latter most likely indicated a sharp decrease in soil organic matter content and an increase in the sand fraction in the granulometric composition of the soils underlying the A+AB horizons.
Conclusions. The use of shallow electrical prospecting and aerial photography methods allows performing the zoning of the soils under ER investigation both horizontally and vertically. Geophysical methods can refine the intra-field zoning of soil cover based on vegetation indices, as well as reduce the field and laboratory (chemical analyzes) studies of soil properties, which, nevertheless, cannot be completely abandoned in order to identify the true causes of soil fertility and, accordingly, crop yields decline in the “red” zones according to the ASF index.Цель исследования. Апробация применения методов малоглубинной электроразведки для решения задач внутрипольного зонирования почвенного покрова сельскохозяйственных угодий.
Место и время проведения. Исследования выполнены на полях ООО «Рубин» в Краснозерском районе Новосибирской области (53,81° с.ш., 79,29° в.д.) в мае 2025 года.
Методы. Методы исследования включали аэрофотосъемку с применением квадрокоптера Dji Mavic Air, электромагнитное профилирование аппаратурой ЭМС, электротомографию аппаратурой Скала, георадиолокацию аппаратурой Око, анализ гранулометрического состава и влажности почвы.
Основные результаты. Получена карта распределения удельного электрического сопротивления (УЭС) путем трансформации сигнала аппаратуры ЭМС, на которой выделены зоны высокого и низкого сопротивления. Зонам более высокого сопротивления соответствуют повышенные элементы рельефа, а также «красные» зоны на карте среднемноголетнего вегетационного ASF-индекса, то есть участки с относительно низкими плодородием почвы и урожайностью. Зоны низкого сопротивления приурочены к пониженным элементам рельефа с повышенной влажностью почв. Данный эффект обусловлен перераспределением влаги после весеннего снеготаяния и интенсивных осадков по поверхности почвы из областей с повышенными высотными отметками в сторону понижения рельефа, а также водоудерживающей способностбю почв, связанной с их различным гранулометрическим составом в «красной» и «зеленой» зонах по ASF-индексу. Обнаружена сильная прямая корреляционная связь между УЭС и содержанием песчаной фракции и обратная зависимость с содержанием тонкодисперсных фракций. По данным методов электротомографии и георадиолокации на профиле, проходящем из «зеленой» в «красную» зону по ASF-индексу, выявлено постепенное увеличение значений УЭС и появление слоистой структуры отложений, подстилающих гумусово-аккумулятивный (A) и переходный (AB) почвенные горизонты. Это наиболее вероятно свидетельствует о резком снижении содержания почвенного органического вещества и увеличении песчаной фракции в гранулометрическом составе почв, подстилающих A+AB горизонты.
Заключение. Применение малоглубинных методов электроразведки и аэрофотосъемки позволяет проводить зонирование исследуемых почв по УЭС в горизонтальном и вертикальном направлениях. Геофизические методы могут уточнить внутрипольное зонирование почвенного покрова, полученного на основе вегетационных индексов, а также сократить объем полевых и лабораторных (химико-аналитических) исследований свойств почв, от которых, тем не менее, невозможно полностью отказаться для выявления истинных причин снижения плодородия почв и, соответственно, урожайности сельскохозяйственных культур в «красных» зонах по ASF-индексу
Регрессионные модели связи каталазной активности и водного режима – критерии качества осушенных почв болотных сосняков Западной Сибири
Full text linkThe aim of the study was to evaluate the influence of the depth of wetland hydrological reclamation on the quality of forest conditions by assessing statistically the relationship between the catalase activity of drained soils and environmental factors such as mire water levels, volume humidity, biological activity and soil humus status.
Location and time of the study. The southern taiga subzone of West Siberia for three years during May–October.
Methods. As an object for the study, we chose an open mire occupied by a natural pine forest with sphagnum, sedges and shrubs (56°23′ N, 84°34′ E) as the ground cover. The mire was drained 25–30 years ago. The level of ground water, moisture content and catalase activity of the peat soils were studied in seasonal dynamics from May till October with an increment of 5-8 days for three years. At the sites of prevailing surface plant cover of each forest type (sedge+sphagnum, reed grass and herbs+grasses+nettle), pits 0–50 cm were cm, peat monoliths taken, and soil profiles differentiated into 0–5, 5–10, 10–20 and 20–30 cm layers, according to soil colour, density and living roots content. Then the soil from the same depth was bulked to comprise a composite sample. Catalase activity was estimated in fresh soil sample by the permanganate technique.
Results. Excessive desiccation, as well as excessive moisture, reduced the enzymatic activity and soil fertility. Under dehumidification, the highest level of catalase activity was measured, which is a factor contributing to organic matter humification, stable humus formation (humate type), the preservation of biogenic elements reserves and high average annual increases of the high–quality wood.
Conclusions. Highly significant paired regression models based on second-order polynomials were obtained. The models can become the basis for developing techniques for managing the humus state, increasing and maintaining the fertility of peat soils when planning hydrotechnical engineering measures for the rational forestry development of mires.Цель исследования. Построить регрессионные модели связи каталазной активности осушенных почв и водного режима и показать возможность использования моделей для оценки влияния глубины гидромелиорации на лесорастительные свойства торфяных почв.
Место и время проведения. Подзона южной тайги Западной Сибири; за период май – октябрь 2000–2002 гг.
Объекты и методы исследования. Объектом исследования послужило осушенное 25–30 лет тому назад открытое сфагново-осоково-вахтово-кустарничковое болото, занятое сосняками естественного происхождения (географические координаты 56°23′ с.ш., 84°34′ в.д.). Уровень почвенно-грунтовых вод, влажность, каталазную активность торфяных почв изучали в сезонной динамике в течение 2000-2002 гг. с мая по октябрь с шагом 5–8 дней. В превалирующих ассоциациях напочвенного растительного покрова каждого типа леса (осоково-сфагновом, вейниковом и разнотравно-крапивном) закладывали почвенные шурфы глубиной около 50 см, извлекали торфяные монолиты, дифференцировали профиль на горизонты 0–5, 5–10, 10–20 и 20–30 см (по концентрации живых корней, цвету, плотности сложения) и формировали средние образцы согласно выделенным глубинам. Каталазную активность определяли в свежеотобранных (сырых) образцах перманганатометрическим методом.
Основные результаты. Чрезмерное иссушение, как и избыточная влажность, снижают ферментативную активность и лесорастительные свойства почв. В режиме умеренного осушения отмечается самый высокий уровень каталазной активности – фактора, способствующего гумификации органического вещества, формированию устойчивого гумуса (гуматного типа), сохранению необходимых запасов биогенных элементов и формированию достаточно высоких среднегодовых приростов качественной древесины.
Заключение. Построены высоко значимые парные регрессионные модели на базе полиномов второго порядка, которые могут стать основой для разработки приемов управления гумусным состоянием, повышения и поддержания плодородия торфяных почв при планировании гидротехнических мероприятий по рациональному лесохозяйственному освоению болот
Особенности формирования и углероддепонирующая способность подстилок лесных и травяных техногенных экосистем отвалов отходов добычи антрацита
Full text linkThe aim of the study was to identify litter formation features and assess litter carbon- sequestration ability in the forest and grass ecosystems of man-made landscapes of the Gorlovka anthracite deposit.
Location and time of the study. The outer anthracite mining spoil of the Gorlovka anthracite mine (54.568880, 83.588956), Novosibirsk region, Iskitimsky district, June-August 2024.
Methods. Litter sampling at the study sites was carried out using the envelope method as per the methodological recommendations for soil samples collection and analysis of the Unified National Monitoring System for Climatically Active Substances. A plastic cylinder with a diameter and height of 100 mm was used to collect the material. The litter samples were analyzed after drying to an air-dry state in the Laboratory of soil reclamation of the ISSA SB RAS. After cutting with scissors, more thorough dispersion with a vibrating ball mill and subsequent homogenization, litter carbon and nitrogen content was determined using a CHNS/O analyzer 2400 Series II Perkin Elmer. Statistical processing of the results was performed using Microsoft Excel and PAST v2.17 software packages.
Results. In the mining spoils ecosystems, due to the heterogeneity of edaphic conditions and longevity of spontaneous revegetation of the sites, the formed litter was characterized by heterogeneity in composition, structure and organic matter and carbon pools. The noted features of the litter were confined to certain types of embryozems and plants growing on them, which are grouped into pioneer, simple and complex forest and herbaceous communities. The minimum thickness (up to 1 cm) and pools of organic matter (up to 1,59 t/ha) were found in fragmentary litters of pioneer plant communities on initial embryozems. The litter of complex phytocenoses and grass ecosystems of turf embryozems was characterized by small thickness, but maximum pools of dry mass. The litter carbon content ranged widely (from 9,4 to 48,4%, with an average of 36,7%) and differed depending on the type and composition of plant communities and edaphic conditions. In general, carbon pools in the grass and forest litter of man-made mining spoils ecosystems ranged 0,26-3,26 t C/ha, increasing in a row of pioneer < simple herbaceous ≤ complex herbaceous < simple forest=complex forest communities. At the same time, nitrogen enrichment of the lower litter layers did not occur in the studied anthracite mining spoils most likely due to the poor development of biota.Цель исследования. Выявить особенности формирования и оценить углероддепонирующую способность подстилок лесных и травяных экосистем техногенных ландшафтов Горловского антрацитового месторождения.
Место и время проведения. Внешний породный отвал Горловского антрацитового месторождения (54.568880, 83.588956), Новосибирская область, Искитимский район, июнь–август 2024 г.
Методы. Репрезентативные участки исследования выбирались с таким расчетом, чтобы максимально охватить разнообразие представленных на отвале растительных сообществ. Отбор проб подстилки на участках проводили методом конверта и согласно методическим рекомендациям по отбору и анализу образцов почв «Единой национальной системы мониторинга климатически активных веществ». Образцы подстилок сушили до воздушно-сухого состояния в лаборатории, затем измельчали ножницами, тщательно диспергирования вибрационным шариковым истирателем с последующей гомогенизацией; в подготовленных пробах определяли содержание углерода и азота на CHNS/O-анализаторе 2400 Series II Perkin Elmer. Статистическую обработку результатов выполняли при помощи пакетов программ Microsoft Excel и РАST V2.17.
Основные результаты. В техногенных экосистемах, в силу разнообразия эдафических условий и возраста участков, формируемые подстилки характеризуются неоднородностью по составу, строению и запасам органического вещества и углерода. Выявленные особенности подстилок имеют приуроченность к определенным типам эмбриоземов и произрастающим на них растениям, которые группируются в пионерные, простые и сложные лесные и травянистые сообщества. Минимальные мощность (до 1 см) и запасы органического вещества (до 1,59 т/га) отмечены в фрагментарных подстилках пионерных растительных сообществ инициальных эмбриоземов. Небольшой мощностью, но максимальными запасами сухой массы характеризуются подстилки сложных фитоценозов и травяных экосистем дерновых эмбриоземов. Содержание углерода в подстилках варьирует в широком диапазоне значений (от 9,4 до 48,4 %, в среднем 36,7%) и отличается в зависимости от типа и состава растительных сообществ и эдафических условий. В целом, запасы углерода в подстилках травяных и лесных техногенных экосистем находятся в интервале 0,26–3,26 т С/га и увеличиваются в ряду пионерные < простые травянистые ≤ сложные травянистые < простые лесные = сложные лесные сообщества. В подстилках почв исследуемых отвалов не происходит обогащения азотом их нижней части, что, вероятно, связано со слабой освоенностью биотой
Экспериментальное изучение термоградиентной миграции влаги в грунте с использованием химического маркера
Full text linkThe aim of the study was to examine experimentally the thermogradient migration of moisture in soil using a chemical marker.
Location and time of the study. The study was conducted in the laboratory during February-May 2025.
Methods. The study of the redistribution of moisture under the influence of a temperature gradient was carried out in columns of bulk soil of different granulometric composition. The method of chemical labeling was used to identify the predominant form of migrating moisture. The chloride ion was used as a marker. To form a moisture profile in the model soils, similar to the distribution of water in highly moistened natural soils, the pairs of columns with a preset moisture content were kept for 14 days at room temperature. Then, the profile moisture distribution was determined in one of the columns of each pair. The second column, moistened with an aqueous chloride ion solution, was placed in a refrigeration unit and cooled from above to subzero temperatures. At the same time, a positive temperature was maintained in the lower parts of the experimental columns. After 14 days, the vertical distribution of moisture in the second columns was determined by the thermostatic-weighing method and the chloride-ion-Mohr method. Samples were taken at 2 cm increments in two replicates. Conclusions about the forms of moisture movement under the influence of a temperature gradient were made based on the layered distribution of chloride ion.
Results. The moisture profile of previously highly moistened soils at room temperature was established: it can be considered an analogue of the vertical distribution of moisture in the soil and soil strata of the southern regions of Siberia during the warm season. In loamy and sandy loamy variants at depths of 4-12 cm, a decrease in humidity by 1% and its increase in the 0-4 cm layer by 1-2% was noted. This change was probably due to the intra-soil evaporation of moisture and its accumulation at the front of the insulating film on the column surfaces. The moisture profile acquired similarities with the profile of highly moistened steppe soils of heavy loamy, highly silty granulometric composition in steam-bearing areas with groundwater below the critical depth. In the sand variants, a decrease in the moisture content in the 0-10 cm layer by 1.0–2.5% and a corresponding increase in humidity in the lower part of the columns were found. It was likely that some of the moisture moved to the lower part of the profile under the influence of gravity. As a result, the columns of the sandy soil showed similarities in their moisture profile with the profiles of natural soils with closely located groundwater.
As a result of cooling from above, moisture moved to the frozen layer from the lower part in all profiles. The greatest extent of moisture movement was noted in the sandy soil: it revealed an increase in moisture content in the frozen part by 5-10% and a decrease in humidity in the thawed part by 2-4%. As the granulometric composition of soils becomes heavier, the volume of moisture that migrated into them decreased. In terms of external features, the moisture profiles obtained were similar to the segment of the moisture profile of natural soils in the lower part of the freezing zone and the upper part of the permafrost-drying zone when groundwater is below the critical depth.
The uniformity of the vertical distribution of chloride ion in all experimental columns after their cooling was revealed. The profile distribution of chloride was characterized by a sharp increase in its content in the frozen part and a relatively uniform distribution in the thawed part of the profile. On this basis, we believe that liquid water participated in cryogenic migration in all previously highly moistened soils. The establishment of a layer-by-layer correlation between the moisture content and the chloride ion showed that liquid water plays the greatest role in the frosty redistribution of moisture in heavy loamy, highly moistened soil. At the same time, cryogenic migration of moisture in medium loamy and sandy soils is carried out not only in liquid form.
Conclusions. As a result of the work carried out, the humidity parameters, at which cryogenic migration of moisture is carried out mainly in a liquid state, were elucidated in the studied soils.Цель исследования. Экспериментальное изучение термоградиентной миграции влаги в грунте с использованием химического маркера.
Место и время проведения. Исследование проводили в лабораторных условиях в течение февраля – мая 2025 г.
Методы. Изучение перераспределения влаги под влиянием температурного градиента осуществляли в колонках насыпного грунта разного гранулометрического состава. Для выявления преобладающей формы мигрирующей влаги использовали метод химического маркирования. В качестве маркера применяли хлорид-ион. Для формирования в модельных грунтах профиля влажности, аналогичного распределению воды в высоко увлажненных естественных грунтах, пары колонок с заранее заданным содержанием влаги (9,6–19,8% массы) выдерживали в течение 14 суток при температуре +25°С. Затем в одной из колонок каждой пары определяли профильное распределение влаги. Вторую колонку, увлажненную водным раствором хлорид-иона, помещали в холодильную установку и подвергали охлаждению сверху до отрицательных температур. В нижних частях экспериментальных колонок сохранялась положительная температура. Спустя 14 суток во вторых колонках определяли вертикальное распределение влаги термостатно-весовым методом и хлорид-иона методом Мора. Образцы отбирали в каждом 2-см слое в двукратной повторности. Заключения о формах передвижения влаги под влиянием температурного градиента делали на основании послойного распределения хлорид-иона.
Основные результаты. Установлены профили влажности высоко увлажненных грунтов при температуре +25°С, сходные с вертикальным распределением влаги в грунтах юга Сибири в летний сезон. В суглинистых и супесчаных вариантах на глубинах 4–12 см отмечено снижение влажности на 1% массы и ее повышение на 1–2% в слое 0–4 см. Это связано с внутригрунтовым испарением влаги и с ее аккумуляцией перед изолирующей пленкой на поверхности колонок. Вертикальное распределение влагосодержания сходно с профилем увлажненных степных суглинистых грунтов на паровых участках при положении грунтовых вод ниже критической глубины. В песчаных вариантах установлено снижение содержания влаги в слое 0–10 см на 1,0–2,5% массы и соответствующее увеличение влажности в нижней части колонок вследствие перемещения части влаги под влиянием силы тяжести. В песчаных колонках появились черты сходства их профиля влажности с аналогичными профилями естественных грунтов с близко расположенными грунтовыми водами.
В результате охлаждения сверху в колонках установлено передвижение влаги в промерзший слой из нижней части. Наибольший объем миграции отмечен в песчаном грунте: влагосодержание в промерзшей части возросло на 5–10% массы. С утяжелением гранулометрического состава грунтов объем перераспределившейся влаги снижается. Полученные профили влажности аналогичны отрезку профиля влажности естественных грунтов в нижней части зоны намерзания влаги и верхней части зоны подмерзлотного иссушения при залегании грунтовых вод ниже критической глубины.
Установлена однотипность вертикального распределения хлорид-иона в экспериментальных колонках после их охлаждения. Особенностями профильного распределения хлорида явились резкое увеличение его содержания в промерзшем фрагменте и относительно равномерное распределение по талой части профиля. На этом основании полагаем, что в криогенной миграции в высоко увлажненных грунтах (в песчаном с влажностью 9,6 и 13,9%; в супесчаном с влажностью 15,4% и в тяжелосуглинистом с влажностью 19,8%) доминировала жидкая влага. Установление послойного соответствия содержания влаги и хлорид-иона показало, что наибольшая роль жидкой воды в криогенном перераспределении влаги характерна для тяжелосуглинистого грунта.
Заключение. В результате проведенной работы уточнены параметры влажности экспериментальных грунтов, при которых криогенная миграция влаги осуществляется преимущественно в жидком состоянии. В дальнейшем предполагается последовательно снижать исходную влажность грунтов для установления условий, при которых происходит смена преобладающего потока влаги
Особенности торфяных залежей горных болот на западном макросклоне Среднего Урала (хребет Басеги)
Full text linkThe aim of the study. To identify the characteristic features of peat deposits of mountain mires of the Middle Urals.
Location and time of the study. The study was conducted in 2018-2022 in the protected area "Basegi State Nature Reserve" (Gremyachinsky Urban District, Perm Territory), which includes the Basegi Ridge (58°45\u27-59°00\u27 N, 58°15\u27-58°38\u27 E). The study was carried out within the boundaries of the two catchment funnels in two key areas located on the slopes of the western and eastern exposures of the ridge on the Severny Baseg Mount.
Methods. Peat deposits were the object of the study. The following methods were used: field routes, comparative geography, GIS technologies, indicator links, statistics (descriptive statistics, information and logical analysis), cartographic, geomodeling. Source materials: topographic maps at the scale of 1:25000, prepared using the SAS-Planet program, space images (remote sensing satellites SPOT-6 and ResursP of 14.08.2014 and 27.09.2014) with a resolution of up to 1.5 m. Material processing and data analysis were carried out using GIS MapInfo Professional. Digital maps of the relief, peat thickness in the mire massifs were compiled. Geobotanical observations were carried out in the mire massifs of the Basegi Ridge. On the western slope the study was carried out within the boundaries of three mire massifs, whereas on the eastern slope within one mire massif. Peat deposits (9 pcs. and 3 pcs. respectively) were drilled to collect peat samples at 10 cm intervals throughout the total peat layer. The location of the boreholes was planned taking into account the vegetation cover on the mire mesolandscape along the "center - periphery" line and the main plant formations. Peat samples were analyzed for moisture, ash content, degree of peat decomposition; pH; peat color was determined according to a standard color scale.
Results. The vegetation of the mires was represented by grass-sphagnum phytocenoses. The geobotanical description of the vegetation cover of the mire massifs demonstrated the heterogeneity of the mire biotopes. The mire massifs are shallow, with a low standing of the mire water level (22-50 cm). The thickness of the peat deposit varied from 40 to 150 cm on the western slope and from 180 to 325 cm on the eastern slope of the ridge. The replacement of eutrophic and mesotrophic vegetation by oligotrophic occured first on the mire periphery and then in the central part, which is typical for mire systems formed in highly rugged relief. Mire massifs on the slopes of different exposures differ in altitude, planned configuration of the mire massifs, their size and spatial location. Peat had various shades of brown color (from very dark red to ocher), brownish-black, less often brownish-gray. Within the thickness of the peat deposit, the color of the peat changed, which indicating the change in the main peat-forming plants. A specific peat color was determined for each mire massif. The highest water-holding capacity with the maximum degree of scattering is noted in peat deposits on the periphery of the mire massifs. The ash content of peat varied from low-ash to high-ash. A close relationship was noted between the ash content and the color of peat, especially on the western slope of the ridge.
Conclusions. The vegetation structure of the studied mires is dominated by grass-shrub and moss-lichen layers. The vegetation cover is heterogeneous, since it combines plant communities of different trophicity. The pattern of the mire massif depends on the terrain. High rates of vertical dissection (more than 10 m) combined with a slope provide conditions for the development of a vertical mire (key area 2), otherwise, the mire develops both vertically and horizontally (key area 1). Peat deposits are heterogeneous in color. Peat analysis showed uneven deposits of plant residues, their differences in thickness and degree of decomposition. The degree of peat decomposition varies depending on the depth, in the surface layers being about 25%, gradually increasing to 50% in deeper layers. The studied mire massifs belong to the transitional type by their genesis, by the level of nutrition they can be attributed to mesotrophic. A peripheral-oligotrophic development of the mire systems is observed. Regional and zonal features of peat deposits on the western macroslope of the Middle Urals were determined: the role of the geomorphological factor is significant, which affects different forms of mire massifs on the slopes of western and eastern exposures; the presence of sphagnum (including in lowland peat); high ash content of peats, and especially high ash content of bottom peats. A pattern in the structure of a peat deposit was observed: lowland peat occurs at the base, whereas high-moor peat occurs more often in the upper part of the deposit. Peatland develops from lowland (eutrophic) through transitional (mesotrophic) to high-moor (oligotrophic) type; a change from eutrophic and mesotrophic vegetation to oligotrophic occurs first on the periphery of a mire and then in its central part.Цель исследования. Выявить особенности торфяных залежей горных болот Среднего Урала.
Место и время проведения. Территория исследования расположена в пределах ООПТ «Государственный заповедник «Басеги» (Гремячинский городской округ, Пермский край), в состав которого входит хребет Басеги (58°45\u27-59°00\u27 с.ш., 58°15\u27-58°38\u27 в.д.). Исследования проводили в 2018–2022 гг. в пределах водосборных воронок на двух ключевых участках, расположенных на части склонов западной и восточной экспозиций хребта на горе Северный Басег.
Методы. Объект исследования – торфяные залежи. Применяли методы: маршрутов, сравнительно-географический, ГИС-технологий, индикационных связей, статистические (описательной статистики, информационно-логический анализ), картографические, геомоделирования. Исходные материалы: топографические карты масштаба 1:25000, подготовленные с помощью программы SAS-Planet, космические снимки (спутники ДЗЗ SPOT-6 и ResursP 14.08.2014 и 27.09.2014) с разрешением до 1,5 м. Обработка материала, анализ данных проведены на базе современной ГИС MapInfo Professional. Составлены цифровые карты рельефа, мощности торфа в пределах болотных массивов. Осуществлены геоботанические наблюдения на болотных массивах хребта Басеги. Исследования на западном склоне осуществляли в границах трех болотных массивов, на восточном склоне – одного болотного массива. Проведены работы по бурению торфяных залежей (9 шт. и 3 шт., соответственно). Отбор образцов торфа осуществляли с интервалами в 10 см до полного обследования торфяного слоя. Расположение скважин спланировано с учетом растительного покрова на болотном мезоландшафте по линии «центр – периферия» и основных растительных формаций. В торфяных залежах определяли: влажность, зольность и степень разложения торфа, рНH2O, окраску торфа по стандартной цветовой шкале.
Основные результаты. Растительность болот представлена травяно-сфагновыми фитоценозами. Геоботаническое описание растительного покрова болотных массивов демонстрирует гетерогенность болотных биотопов. Болотные массивы мелко-залежные, с низким стоянием уровня болотных вод (УБВ равен 22–50 см). Мощность торфяной залежи варьирует от 40 до 150 см на западном склоне и от 180 до 325 см на восточном склоне хребта. Смена эвтрофной и мезотрофной растительности на олиготрофную происходит вначале на периферии болота, а затем в центральной части, что типично для болотных систем, формирующихся в условиях сильно пересеченного рельефа. Болотные массивы на склонах разных экспозиций различаются по высоте залегания, плановой конфигурации болотных массивов, их размерам и пространственному расположению. Торф имеет различные оттенки бурой окраски (от очень темно-красного до охристого), встречается буровато-черный, реже буровато-серый. В пределах толщи торфяной залежи происходит изменение окраски торфа, что свидетельствует о смене основных растений-торфообразователей. Определена специфичная окраска торфа для каждого болотного массива. Наибольшая влагоемкость с максимальной степенью разброса отмечается в торфяных залежах на периферии болотных массивов. Зольность торфа варьирует от низкозольного до высокозольного. Отмечается тесная связь между зольностью и окраской торфа, особенно на западном склоне хребта.
Заключение. В структуре растительности преобладает травяно-кустарничковый и мохово-лишайниковый ярусы. Растительный покров является гетерогенным, так как сочетает в своем составе разные по трофности растительные сообщества. Рисунок болотного массива зависит от рельефа местности. Высокие показатели вертикального расчленения (более 10 м) в сочетании с уклоном создают условия для развития болота вертикально (ключевой участок 2), в обратном же случае, болото развивается как вертикально, так и горизонтально (ключевой участок 1). Торфяные залежи неоднородны по окраске. Анализ торфа показывает неравномерность отложений растительных остатков, их различия по мощности и степени разложения. Степень разложения торфа изменяется в зависимости от глубины: в поверхностных слоях она составляет около 25%, постепенно увеличиваясь до 50% в более глубоких слоях. Исследованные болотные массивы относятся к переходному типу по их генезису, а по уровню питания их можно отнести к мезотрофным. Наблюдается периферически-олиготрофный ход развития болотных систем. Определены региональные и зональные особенности торфяных залежей на западном макросклоне Среднего Урала: значительная роль геоморфологического фактора, что влияет на разные формы болотных массивов на склонах западной и восточной экспозиции; присутствие сфагнума (в том числе в торфе низинного типа); высокая зольность торфов, особенно придонных; закономерность в строении торфяной залежи – низинный торф залегает в основании, верховые – чаще в верхней части залежи; направленность развития торфяников от низинного (эвтрофного) через переходный (мезотрофный) к верховому (олиготрофному) типу; смена эвтрофной и мезотрофной растительности на олиготрофную происходит сначала на периферии болота, а затем в центральной части болотного массива
Изменение численности копиотрофной и олиготрофной микрофлоры верхового Усть-Бакчарского болота в процессе постпирогенного восстановления
Full text linkThe aim of the study was to investigate the population dynamics of copiotrophic and oligotrophic microorganisms in the peat oligotrophic soils of the Ust-Bakchar raised bog during post-fire restoration.
Location and time of the study. The research was conducted in the Ust-Bakchar bog located in the southern taiga subzone of West Siberia in Tomsk region over the period 2022–2024.
Methods. Based on the analysis of archival satellite data, three fire perimeters from 1999, 2003, and 2014 were delineated. Peat samples were collected at two sites: the post-fire UBF1 site, which had experienced fires in both 1999 and 2014, and the conditionally background UB site, affected by the 1999 fire, at depths of 0–15 and 15–30 cm, under microtopographic depressions and elevations. Microbial abundance was determined using dilution of soil suspension and plating it on solid nutrient media with subsequent counting of colony-forming units (CFU). To analyse the functional ecological-trophic structure of the soil microbial community, oligotrophic and mineralisation coefficients were calculated.
Results. The abundance of copiotrophic and oligotrophic microflora in soils of the Ust-Bakchar bog was relatively low, not exceeding 1,7×10⁷ and 6,8×10⁷ CFU g⁻¹ soil, respectively. The study sites, both depressions or elevations, did not exert significant systematic influence on the copiotrophs and oligotrophs abundance, the latter varied primarily due to sampling depth and year of investigation. The presence of fire at the study sites throughout the entire research period predominantly resulted in significant reductions in the abundance of both copiotrophs and oligotrophs (up to 44-fold) compared with the background site, where vegetation cover and upper peat layers were burnt. The abundance of micromycetes was also relatively low (< 2,6×10⁵ CFU g⁻¹ soil). The influence of fires on microbial abundance was ambiguous: in 2022–2023, increases of up to 70 times were observed compared with the background site; however, by 2024, this had declined by 2.6 times at post-fire sites. Micromycetes in the soils of the Ust-Bakchar raised bog primarily occupied oligotrophic ecological-trophic niches. At the post-fire sites, a decrease in the oligotrophic coefficient (up to 8 times) was typically observed, indicating reduced stability of the bog ecosystem functioning and its increased dependence on fresh organic matter inputs. The mineralization coefficient increased 28 times, indicating intensification of organic matter decomposition processes.
Conclusions. The results demonstrate that fires lead to impoverishment of microbial community composition and reduction in abundance of the main ecological trophic groups. Structural shifts in the soil microflora of the Ust-Bakchar bog at post-fire sites resulted in decreased oligotrophic coefficients and increased mineralization coefficients. Taking into account the relatively low number of microorganisms in the studied area of the Ust-Bacharsky bog in comparison with the number of soil microorganisms in other ecosystems, it is possible to assume that the studied ecosystem is characterized by slow cycling of the main biogenic elements.Цель исследования. Изучить динамику численности копиотрофной и олиготрофной микрофлоры торфяных олиготрофных почв верхового Усть-Бакчарского болота в условиях постпирогенного восстановления.
Место и время проведения. Работы проведены на территории Усть-Бакчарского болота, расположенного в южно-таежной подзоне Западной Сибири в пределах Томской области в 2022–2024 гг.
Методы. На основе анализа архивных спутниковых данных выделены три контура пожаров 1999, 2003 и 2014 гг. Отбор образцов торфа провели на двух площадках – постпирогенной UBF1 (подвергшейся пожарам 1999 и 2014 гг.) и условно фоновой UB (пожар 1999 г.) из слоев 0–15 и 15–30 см, включая участки понижений и повышений. Численность микроорганизмов определяли методами разведения и высева на плотные питательные среды с дальнейшим подсчетом количества колониеобразующих единиц (КОЕ). Для анализа функциональной эколого-трофической структуры микробного сообщества болотных почв рассчитаны коэффициенты олиготрофности и минерализации.
Основные результаты. Установлено, что численность копиотрофной и олиготрофной микрофлоры в почвах Усть-Бакчарского болота была на сравнительно невысоком уровне, не превышая 1,7×10⁷ и 6,8×10⁷ КОЕ/г почвы, соответственно. На выбранном участке исследования (понижение или повышение) не обнаружено значительного повторяющегося в годовой динамике повышения или понижения численности копиотрофов и олиготрофов, а ее вариация в большей степени зависела от глубины отбора и года исследования. Действие пожара на изучаемых участках, на протяжении всего периода исследований приводило, в основном, к значительному снижению числа как копиотрофов, так и олиготрофов (до 44 раз) по сравнению с фоновыми участками, что связано с выгоранием растительного покрова в верхних слоях торфа. Число микромицетов также находилось на достаточно невысоком уровне (до 2,6×10⁵ КОЕ/г почвы). Влияние пожаров на обилие микромицетов неоднозначно: в 2022–2023 гг. отмечено их увеличение до 70 раз по сравнению с фоновыми участками, однако к 2024 г. произошло снижение до 2,6 раз на постпирогенных участках. Отмечено, что микромицеты в почвах верхового Усть-Бакчарского болота занимают, преимущественно, олиготрофные эколого-трофические ниши. На постпирогенных участках на протяжении исследований коэффициент олиготрофности был ниже (до 8 раз), что свидетельствует о снижении устойчивости функционирования болотной экосистемы и увеличении ее зависимости от поступления свежего органического вещества. Коэффициент минерализации был значительно повышен (до 28 раз), что отражает интенсификацию процессов разложения органического вещества на данном этапе.
Заключение. Полученные результаты демонстрируют, что пожары приводят к обеднению состава микробного сообщества и уменьшению численности основных эколого-трофических групп. Перестановка в структуре почвенной микрофлоры Усть-Бакчарского болота на постпирогенных участках приводит к уменьшению коэффициента олиготрофности и увеличению коэффициента минерализации. Учитывая сравнительно невысокую численность микрофлоры на исследуемых участках Усть-Бакчарского болота по сравнению с числом почвенных микроорганизмов в других болотных экосистемах, можно предположить, что исследуемая экосистема характеризуется замедленными циклами основных биогенных элементов
Изменение химического состава растительного опада в процессе разложения в условиях олиготрофного болота
Full text linkThe aim of the study was to assess the influence of the plant litter type on the organic matter transformation rate and the release of macro- and microelements.
Location and time of the study. The study was conducted from 2008 to 2012 on the territory of the oligotrophic peatlands "Bakcharskoye" (Bakcharsky district of Tomsk region) in a pine-shrub-sphagnum phytocenosis (Low ryam) (56°58\u2734,10" N 82°36\u2727,48" E).
Methods. The plant residues decomposition rate was determined by the litterbag method. Carbon and nitrogen contents, as well as ash content, were determined in the initial and post-experiment samples. The elemental composition of plant residue ash was determined using a HITACHI-S-3400N electron microscope with an X-ray spectral analyzer.
Results. The mass loss of the studied plant samples revealed that the decomposition processes were most intensive at the initial stage of decomposition during the first 12 months, afterwards the decomposition rate significantly decreasing. During the first year of plant residues decomposition, nitrogen immobilization generally occurred in all plant samples. However, by the end of the experiment, nitrogen loss was observed in all samples, with the exception of Sphagnum fuscum, for which a 5% increase in nitrogen content was observed. As a result of the mineralization of organic matter in plant litter, ash content decreased, also with the exception of Sph. fuscum, for which a slight increase of 1,1 times was revealed. The ash of the studied plants contained a number of elements, including K, Ca, P, Mg, Al, Si, S, Fe, and others, with K and Ca being the major components. During decomposition the ash content changed: a sharp decrease in K (by 1,6–7,9 times) and Ca (by 2,2–7,1 times) took place in all samples except for Sph. fuscum. All samples also showed accumulation of iron, aluminum, and silicon. Phosphorus content was found to increase in all samples except Sph. fuscum.
Conclusions. During decomposition, carbon depletion was found in all plant residues, with the dynamics of carbon loss strictly corresponding to the mass loss of organic matter. Nitrogen loss was revealed in all samples, except Sph. fuscum. The ash content of plant residues decreased by 1,2–1,9 times, with the exception of Sph. fuscum, for which a slight increase in ash content was found. The latter may be due to the accumulation of ash elements in the plant residues of Sph. fuscum, in combination with the low rate of organic matter mass loss. During the plant residues decomposition the leaching of K and Ca, and accumulation of Fe, Al, Si, P occured in all the studied samples. The identified dynamics pattern of the elemental content during the decomposition of plant residues provided a better insight into the specifics of destruction of each peat-forming plant species in the pine-shrub-sphagnum biogeocenoses of the Bakchar bog.Цель исследования. Оценка влияния типа растительного опада на скорость трансформации органического вещества и высвобождения макро- и микроэлементов.
Место и время проведения. Исследования проводились в период с 2008 по 2012 гг. на территории олиготрофного болота «Бакчарское» (Бакчарский р-н Томской области) в сосново-кустарничково-сфагновом фитоценозе (Низкий рям) (56°58\u2734,10" с.ш., 82°36\u2727,48" в.д.).
Методы. Определение скорости разложения растительных остатков выполнили методом закладки растительности в торф. В исходных образцах и после эксперимента определили зольность, содержание углерода и азота. Элементный состав золы растительных остатков изучили с использованием электронного микроскопа HITACHI-S-3400N с рентгеноспектральным анализатором.
Основные результаты. Оценка изменения массы исследуемых растительных образцов показала, что наиболее интенсивно процессы разложения шли на начальном этапе (в течение первых 12 месяцев), затем скорость значительно снизилась. В процессе разложения растительных остатков в течение первого года, как правило, шла иммобилизация азота во всех исследуемых образцах растений. Однако к концу эксперимента фиксировали потери азота во всех образцах, за исключением Sphagnum fuscum, для которого установлено увеличение содержания азота на 5%. В результате минерализации органического вещества растительного опада снизилась зольность, также за исключением Sph. fuscum, для которого отмечено незначительное увеличение зольности (в 1,1 раза). В состав золы исследуемых растений входит ряд элементов – K, Ca, P, Mg, Al, Si, S, Fe и др., при этом наибольшую роль играют K и Ca. В процессе разложения произошло резкое снижение содержания калия (в 1,6–7,9 раз) и кальция (в 2,2–7,1 раз) во всех образцах, за исключением Sph. fuscum. Также для всех образцов характерно накопление железа, алюминия и кремния; содержание фосфора увеличивается во всех образцах, за исключением Sph. fuscum.
Заключение. В процессе разложения произошла потеря углерода во всех растительных остатках, при этом динамика потерь строго соответствовала снижению массы органического вещества; во всех образцах (за исключением Sph. fuscum) наблюдается вынос азота. Выявлено, что зольность растительных остатках снизилась в 1,2–1,9 раза, за исключением Sph. fuscum, для которого отмечено небольшое увеличение зольности, что может быть связано с накоплением зольных элементов в растительных остатках Sph. fuscum в сочетании с низкой скоростью потери массы органического вещества. В процессе разложения растительных остатков установлено выщелачивание калия, кальция и накопление Fe, Al, Si, P во всех исследуемых образцах. Таким образом, выявленные особенности динамики элементного состава растительных остатков позволили установить специфический ход разложения для каждого из основных видов растений торфообразователей сосново-кустарниково-сфагнового биогеоценоза Бакчарского болота
Опыт исследования балансовых потоков парниковых газов с торфяников Беларуси, используемых для промышленной добычи торфа
Full text linkThe aim of the study Spatial and temporal dynamics of greenhouse gases from the peat of Belarus used for industrial peat extraction to obtain new coefficients of basic CO2 emissions aimed at improving the monitoring, reporting, verification and transition to the 2nd higher inventory level compared to the currently used 1st by "default".
Location and time of the study. The research was carried out in the peat-producing fields of the Grichino-Starobinsky peat deposit (cadastral number 1186) of the Soligorsky district of the Minsk region in the period from May to September in 2022-2024.
Methods. The IR spectroscopy method was used for daily instrumental measurements of CO2 at thematic calibration and reference sites in real time from the main surface of peat extraction fields using a LI-COR LI-820 gas analyzer. The static chamber method was used to measure the balance fluxes of climatically active greenhouse gases CO2, CH4, N2O from channels of the drainage system of peat extraction fields. In-house processing of the results of field instrumental measurements was carried out using software from CAMPBELL SCIENTIFIC (Australia) and a Chromatek-Kristall 5000.2 gas chromatograph (Russia) with electron capture and flame ionization detectors for CO2, CH4, N2O.
Results. For the first time in Belarus, new data on CO2 emissions from peat used for industrial peat extraction during the measurement season of May-September 2022-2024 have been obtained using real-time IR spectroscopy at the Grichino-Starobinsky test site. It was found that the total specific CO2 emissions over the 3-year measurement period amounted to 10,33 t/ha, including 3,46 t/ha in 2022, 5,61 t/ha in 2023, and 1,26 t/ha in 2024. The main factors influencing CO2 emissions are the temperature regime and the UGV level. Thus, the maximum emissions occurred in 2023, due to abnormally high temperatures and low moisture content of the peat deposit. On the contrary, the lowest values of CO2 emission coefficients were recorded in 2024 due to flooding of the reference sites with groundwater and the resulting anaerobic conditions. The spatiotemporal dynamics of CO2 emissions by month for the entire study period were: 1,14 t/ha; 1,26 t/ha; 3,21 t/ha; 2,63 t/ha and 2,09 t/ha, respectively, in May, June, July, August and September.
Conclusions. The presented results on CO2 emissions were obtained under the conditions of the established baseline scenario of peat deposits used for industrial peat extraction, and are aimed at creating standardized baseline indicators of greenhouse gas emissions in the real conditions of modern peat extraction. This approach has the potential to reduce transaction costs, increase transparency, objectivity, and predictability. The reference base coefficients can also serve as a basis for creating estimated and predictive spatial models of greenhouse gas emissions from the peatlands of Belarus in modern conditions of their anthropogenic development. Currently, based on the research results, a technology for remote monitoring of greenhouse gas emissions has been developed, implemented by the information support software package, which has passed the 2nd stage of trial operation (Act dated 03/25/2025) and will be transferred to the Ministry of Natural Resources of the Republic of Belarus for use in their practical activities.Цель исследования. Изучение пространственно-временной динамики климатически активных парниковых газов (СО2, СН4, N2O), выделяемых торфяниками Беларуси, которые используются для промышленной добычи торфа. Исследования направлены на получение новых коэффициентов эмиссии парниковых газов, а также уточнение и постоянное обновление определяемого на национальном уровне вклада страны в глобальные антропогенные выбросы торфяниками.
Место и время проведения. Исследования проводили на полях торфодобычи (май–сентябрь, 2022–2024 гг.) и каналах осушительной системы (июнь–сентябрь, 2024 г.) Гричино-Старобинского торфяного месторождения Солигорского района Минской области.
Методы. Метод ИК-спектроскопии применяли для суточных инструментальных измерений эмиссии С-СО2 с торфодобывающих участков с использованием газоанализатора LI-COR LI-820, а метод статичных камер – для регистрации балансовых потоков СО2, СН4, N2O с каналов осушительной системы в реальном режиме времени. Камеральная обработка результатов натурных измерений СО2, СН4, N2O осуществлена на основе программного обеспечения CAMPBEL SCIENTIFIC (Австралия) и газового хроматографа «Хроматек-Кристалл 5000.2» (Россия).
Основные результаты. Впервые в Беларуси получены новые данные о выбросах СО2 с промышленных торфяников. Установлено, что совокупные удельные выбросы С-СО2 за 3-х летний период измерений составили 10,33 т С-СО2 га-1, в том числе за 2022 г. – 3,46 т С-СО2 га-1, 2023 – 5,61 т С-СО2 га-1, 2024 г. – 1,26 т С-СО2 га-1, средние совокупные выбросы – 3,44 т С-СО2 га-1. Общий объем эмиссии СО2, СН4, N2O с осушительных каналов составил 4,947 т/га; преобладающим был диоксид углерода с показателем 4,808 т СО2-экв. га-1 (97,19%), метан в общем пуле занимал 2-м место – 0,112 т СО2-экв. га-1 (2,26%), а эмиссия закиси азота была пренебрежимо мала – 0,027 т СО2-экв. га-1 (0,55%). Основными факторами, влияющими на эмиссию парниковых газов, являются температурный режим и уровень грунтовых вод (УГВ). Максимум выбросов СО2, зарегистрированный в 2023 г., обусловлен аномально высокой средней температурой в период измерений с показателем 32,0 ⁰С и УГВ (от -0,7 до -0,8 м) в картовых каналах, обеспечив высокую эффективность процесса сушки, запускающего механизм антропогенной эмиссии СО2. Напротив, подтопление грунтовыми водами эталонных площадок с УГВ от -0,05 до -0,10 м и снижение средней температуры до 26,5 ⁰С в 2024 году создало анаэробные условия, при которых была отмечена самая низкая эмиссия – 1,26 т С-СО2 га-1, что в 4,45 раза ниже показателя 2023 г.
Заключение. Представленные результаты по эмиссии СО2 получены в условиях послойно-фрезерной добычи торфа на торфяных месторождениях Беларуси и нацелены на разработку национальных коэффициентов выбросов парниковых газов с учетом генезиса торфа, специфических климатических условий и существующей практики добычи торфа в стране. В перспективе такие данные могут служить основой для создания оценочных и прогностических пространственно-временных моделей эмиссии парниковых газов с торфяников Беларуси в современных условиях их антропогенного освоения.
В настоящее время по результатам исследований разработана технология дистанционного мониторинга выбросов парниковых газов, реализованная программным комплексом информационной поддержки, который прошел 2-ой этап опытной эксплуатации и будет передан в Минприроды Республики Беларусь для применения в их практической деятельности
Почвы Кучук-Кулундинских приозерных ландшафтов (Алтайский край): морфология, засоление, классификационное положение
Full text linkThe aim of the study was to identify the features of soil formation in the Kuchuk-Kulunda landscapes, highlighting common provincial features and those associated with the influence of local lithological-geomorphological and geochemical conditions.
Location and time of the study. Steppe and dry steppe soil zones of West Siberia, Kulunda steppe, Altai Region, Russia. Field research was conducted in 2020–2021.
Methods. Morphological features (macro- and mesolevel) important for diagnostics of carbonate forms, solonetz process, salinization and lithological features of soils were studied. Salinity attributes, exchangeable bases, carbonate content, organic matter and particle-size analysis were determined.
Results. When examining the soils of the Kuchuk-Kulundinsky lakeside landscapes, it was revealed that chernozems (Protocalcic Chernozems) belong to the Cis-Altai steppe province, chestnut soils (Kastanozems) belong to the Cis-Altai dry steppe province, and Solonchaks are formed in river deltas and depressions with closely located groundwater. The soils are formed on strata lacustrine-alluvial deposits with a high proportion of dust fraction in the particle-size distribution and heterogeneity in the content of sand fraction. Characteristic features of chernozems are the small thickness of humus horizons and the prevalence of dispersed forms of carbonates. This is confirmed by a number of published data about the morphological structure of West Siberian chernozems. In chestnut soils on the terraces of the basins of the lakes Kuchuk and Kulundinskoye, the well-formed carbonate neoformations like nodules are also absent; carbonate neoformations in the form of impregnation and diffuse spots are common. Chernozems and chestnut soils of the Kuchuk-Kulundinsky landscapes belong to solonetzic and saline subtypes with a strong and very strong degree of salinization. The accumulative salt horizon is located in the middle part of the soil profiles. The ion-salt composition is dominated by sulfates and sodium. In the chemistry of chernozems salinization, the participation of soda is expressed more strongly than in the chestnut soils. In solonetzic soils, the exchangeable sodium and magnesium percentage is very high. Soils under shelterbelts have a higher content of organic matter, are more deeply leached of carbonates and contain virtually no water-soluble salts.
Conclusions. Provincial soil features include a thin humus profile and dispersed forms of carbonate neoformations. The influence of geomorphological and lithological-geochemical conditions of lakeside landscapes consists in the distribution of saline and solonetzic varieties. High carbonate content, salinity, lithic discontinuity and specific hydrothermal regime of deeply frozen soils determine the structure of the middle and lower horizons of the profile. Under the forest shelterbelts, Luvic Greyzemic Chernozems are formed, non-saline and significantly leached of carbonates.Цель исследования. Выявить особенности почвообразования приозерных Кучук-Кулундинских ландшафтов, выделив среди них общие провинциальные особенности и связанные с влиянием местных литолого-геоморфологических и геохимических условий.
Место и время проведения. Степная и сухостепная почвенная зона Западной Сибири, Кулундинская степь, Алтайский край. Полевые исследования проведены в 2020–2021 гг.
Методы. Изучались морфологические признаки (макро- и мезоуровень), важные для диагностики форм карбонатов, солонцового процесса и засоления, литологических особенностей почв. Определялись показатели засоления, обменные катионы, содержание карбонатов, органического вещества и гранулометрический состав.
Основные результаты. При обследовании почв Кучук-Кулундинских приозерных ландшафтов выявлено, что черноземы относятся к Предалтайской степной провинции, каштановые почвы – к Предалтайской сухостепной провинции, солончаки формируются в дельтах рек, понижениях с близко залегающими грунтовыми водами. Почвы сформированы на слоистых озерно-аллювиальных отложениях с высокой долей пылеватой фракции в гранулометрическом составе и неоднородностями по содержанию песчаной фракции. Характерными чертами черноземов является малая мощность гумусовых горизонтов и преобладание дисперсных форм карбонатов. Это подтверждает ряд литературных данных о морфологическом строении западносибирских черноземов. В каштановых почвах на террасах котловин озер Кучук и Кулундинское хорошо оформленные карбонатные новообразования в виде белоглазки отсутствуют, распространены формы карбонатных новообразований в виде пропитки и расплывчатых пятен. Черноземы и каштановые почвы Кучук-Кулундинских ландшафтов относятся к солонцеватым и засоленным подтипам с сильной и очень сильной степенью засоления. Солевой профиль срединно-аккумулятивного вида; в ионно-солевом составе преобладают сульфаты и натрий. В химизме засоления черноземов сильнее, чем в каштановых почвах, выражено участие соды. В солонцеватых почвах очень высока доля поглощенного натрия и магния. Почвы под лесополосами имеют более высокое содержание органического вещества, глубже выщелочены от карбонатов и практически не содержат легкорастворимых солей.
Заключение. Провинциальными особенностями почв является маломощный гумусовый профиль и дисперсные формы карбонатных новообразований. Влияние геоморфологических и литолого-геохимических условий приозерных ландшафтов заключается в распространении засоленных и солонцеватых разностей. Высокая карбонатность, засоление, литологическая слоистость и специфика гидротермического режима глубоко промерзающих почв определяют структуру срединных и нижних горизонтов профиля. Под лесозащитными полосами формируются черноземы глинисто-иллювиальные оподзоленные, незасоленные и значительно выщелоченные от карбонатов
Оценка почвенно-экологического состояния посттехногенных ландшафтов добычи алмазов в Якутии
Full text linkThe aim of the study was to assess the soil-ecological status of self-restoring diamond mining spoils of Yakutia for the optimization of reclamation activities.
Location and time of the study. In Northern and Western Yakutia, waste rock spoils formed during the placer and primary mining were studied. The spoils differ significantly in relief, bed rock and other properties. The experimental material was obtained as part of the research work of the Scientific Research Institute of Applied Ecology of the North named after prof. D.D. Savvinov of the North-Eastern Federal University in 2007–2024.
Methods. To assess the soil-ecological status of technogenic landscapes in the cryolithozone, the bonitation approach developed by the Institute of Soil Science and Agrochemistry (SB RAS, Novosibirsk, Russia) was modified and used.
Results. The integrated assessment of individual specificity of diamond mining spoils is presented to determine the prospects for self-restoration of the most important soil-ecological functions. The purpose of this assessment was to develop novel or adapt existing technologies for reclamation in the permafrost zone of Yakutia. In order to improve the accuracy of the soil-ecological status assessment, a modification of the calculations is proposed, namely, a) a two-stage calculation of the specificity coefficient for physical clay, and b) entering into the formula for calculating the soil-ecological indicators related to the status of soil microbiota and vegetation.
Conclusions. A gradation of the soil-ecological status of post-technogenic landscapes of Yakutia is proposed, allowing an integrated assessment of the status of a wide range of diamond mining spoils for better targeting reclamation technologies.Цель исследования. Оценить почвенно-экологическое состояние самовосстанавливающихся отвалов алмазодобывающей промышленности Якутии для разработки научно-практических рекомендаций по проведению биологического этапа рекультивационных мероприятий.
Место и время проведения. Изучены отвалы вскрышных пород, сформированные при разработке россыпных и коренных месторождений в Северной и Западной Якутии. Отвалы значительно отличаются между собой по рельефу, почвообразующим породам и другим характеристикам. Фактический материал был собран в рамках выполнения НИР НИИПЭС имени профессора Д.Д. Саввинова СВФУ с 2007–2024 гг.
Методы. Применен и модифицирован бонитировочный подход для оценки почвенно-экологического состояния техногенных ландшафтов, предложенный сотрудниками Института почвоведения и агрохимии СО РАН.
Основные результаты. Проведена интегральная оценка индивидуальной специфики отвалов вскрышных пород и перспектив самовосстановления их важнейших почвенно-экологических функций для разработки (или адаптации) методов и технологий рекультивационных мероприятий в условиях криолитозоны Якутии. В целях повышения точности оценки почвенно-экологического состояния предложена модификация вычислений, которая заключается в применении двухступенчатого расчета коэффициента специфичности по физической глине и ввода в формулу расчета показателей, отражающих состояние почвенной микробиоты и растительности.
Заключение. Предложены градации почвенно-экологического состояния посттехногенных ландшафтов Якутии, позволяющие проводить интегральную оценку состояния широкого спектра отвалов для разработки индивидуальных проектов рекультивационных мероприятий