Влияние технологии отвалообразования на влагообеспеченность молодых почв техногенно нарушенных территорий Кузбасса
И.
С. СеминаБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Семина
И.
С. Влияние технологии отвалообразования на влагообеспеченность молодых почв техногенно нарушенных территорий Кузбасса // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2015. – Т. 13. – С.
3576–3580. – URL:
http://e-koncept.ru/2015/85716.htm.
Аннотация. В работе проведена оценка влагообеспеченности разных типов молодых почв. Полученные результаты показали, что район исследования обладает достаточными климатическими ресурсами, а именно равномерным выпадением атмосферных осадков, что, в свою очередь, обеспечивает постоянное высокое увлажнение почв и оптимальную температуру вегетационного периода, способствующую развитию биоценозов. Несмотря на хорошие климатические условия, из-за неблагоприятного состава пород и наличия крутых склонов формируются местообитания с неблагоприятными условиями для развития фитоценозов и почвообразования на нарушенных территориях. Формирование благоприятного рельефа и создание корнеобитаемого слоя из пород, способных к быстрому биологическому освоению, позволяет существенно улучшить условия почвообразования и восстановления техногенных ландшафтов.
Текст статьи
Семина Ирина Сергеевна,кандидат биологических наук, зав. кафедрой горнопромышленной экологии и БЖД, ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет», г. Новокузнецк
Влияние технологии отвалообразования на влагообеспеченность молодых почв техногенно нарушенных территорийКузбасса
Аннотация.В работе проведена оценка влагообеспеченности разных типов молодых почв. Полученные результаты показали, что район исследования обладает достаточными климатическими ресурсами, а именно равномерным выпадением атмосферных осадков, что, в свою очередь, обеспечивает постоянное высокое увлажнение почв и оптимальную температуру вегетационного периода, способствующей развитию биоценозов. Несмотря на хорошие климатические условия, изза неблагоприятного состава пород и наличия крутых склонов, формируются местообитания с неблагоприятными условиями для развития фитоценозов и почвообразования на нарушенных территориях. Формирование благоприятного рельефа и создание корнеобитаемого слоя из пород, способных к быстрому биологическому освоению, позволяет существенно улучшить условия почвообразования и восстановления техногенных ландшафтов. Ключевые слова:рекультивация, эмбриоземы, техногенные ландшафт, влагообеспеченность.
Актуальность проблемы:Кузнецкий угольный бассейн является наиболее промышленно развитым регионом в Сибири, как по количеству запаса угля, так и по добычи. В настоящее время в регионе добывается 56 % российского угля. По оценкам специалистов можно отметить, что в перспективе добыча угля существенно увеличиться и к 2030 году будет составлять 275 –330 млн.т.[4]. Следовательно, и техногенная нагрузка на окружающую среду существенно возрастет(рис. 1). В настоящее время по разным данным в Кемеровской области имеется более 100 тыс. га нарушенных земель и в связи с тем, что добыча угля в регионе будет увеличиваться, соответственно площадь техногенно нарушенных территорий возрастет [3]. Следует отметить, что в Кузбассе рекультивация проведена на 20 % нарушенных земель –меньше, чем в любом другом угольном регионе страны и качество рекультвированных территорий оставляет желать лучшего.Основным фактором, лимитирующим скорость естественного восстановления нарушенных экосистем в горнотаежной зоне, является разное поступление на поверхность тепла и влаги.При этом температурный режим почв обусловлен их географическим положением и зависит от рельефа местности. Растительный покров также оказывает существенное влияние на динамику влаги и температуры в почве. Влагообеспеченность почв является существенным фактором в обеспечении благоприятных условий жизни растений.
Рис. 2.Добыча угля открытым способом
Материалы и методики исследования
Оценка влагообеспеченности разных типов эмбриоземов проводилась по запасам почвенной влаги с использованием почвенногидрологических констант. Подвижность влаги определялось по шкале, предложенной А.А. Роде [Роде, 1952;1965]. Изучение водного режима проводилось в дерновом (т. 2) и гумусоаккумулятивном (т. 1) эмбриоземах Центрального отвала до глубины 60 см. На других участках (т. 3, 4, 5, 6) в связи с очень плотным сложением, пробы отбирались до глубины 40 см. Исследование водного режима проводилось в вегетационные периоды 2011 и 2012 гг. При изучении и картографировании почвенного покрова Калтанского угольного разреза применялась профильногенетическая классификация почв техногенных ландшафтов. При этом выявлено, что на поверхности разных отвалов за более чем 20летний период сформировались, в основном, эмбриоземы четырех типов –инициальные, органоаккумулятивные, дерновые и гумусоаккумулятивные. Эти новообразованные почвы характеризуются автоморфным направлением почвообразования и представляют собой молодые почвы, находящиеся на самом раннем этапе развития[1].
Сформировавшиеся эмбриоземы, несмотря на разный петрографический состав корнеобитаемого слоя изучаемых отвалов и различный уровень развития биологических процессов, имеют сходные свойства, основным из которых является малая мощность почвенного профиля. Различаются эти типы эмбриоземов по наличию или отсутствию типодиагностического горизонта. В качестве типодиагностических горизонтов выступают органогенные и гумусовоаккумулятивные горизонты. На инициальной стадии развития эмбриоземов, которая характеризует самое начало преобразования почвообразующей толщи, основным типодиагностическим признаком является отсутствие биогенного горизонта. В органоаккумулятивных эмбриоземах вследствие развития растительности образуется горизонт А0–подстилка неразложившихся растительных остатков. На следующем этапе развитиярастительного и почвенного покрова в дерновых эмбриоземах формируется дерновый горизонт. В дальнейшем при достаточном накоплении гумусовых веществ в верхней части профиля начинает морфологически проявляться гумусовоакккумулятивный горизонт. Ведущими процессами почвообразования в эмбриоземах, которые, в первую очередь, свидетельствуют о трансформации исходного субстрата и преобразовании его в молодую почву, являются процессы синтеза и накопления органического вещества. При этом скорость трансформации исходного субстрата и развития процессов почвообразования в техногенных ландшафтах определяется, в основном, двумя факторами: рельефом и составом почвообразующего субстрата.
Результаты исследования и обсуждение
Для проведения исследований были выбраны отвалы Клтанского угольного разреза, приблизительно, одного возраста, более 20 лет, которые относятся к категории старых отвалов. Калтанский угольный разрез находится в 40 км южнее г. Осинники, в 20 км от г. Калтана и в 2 км от поселка Малиновка (рис. 2).
Рис.2.Месторасположения Калтанского угольного разреза
Поверхность внешнего Центрального отвала имеет платообразную, террасированную форму. Уступы отвала представлены мелкобугристым рельефом. Высота отвала –50 –60 м. Основание отвала сложено прочнойпородой, в состав которой в основном преобладает песчаник. Верхний слой на горизонтальной поверхности отвала сформирован из суглинистого и глинистого материала, мощностью более 3 м. Площадь отвала –3,9 га. Исследования, проведенные на отвале Центральный, который сложен суглинистым материалом, показали, чтов течение 20 лет на поверхности отвала сформировались четыре типа эмбриоземов. На выровненной поверхности вершины отвала сформировался травянистый фитоценоз и гумусоаккумулятивные (т.1) и дерновые эмбриоземы (т.2). На северном склоне под разряженным древостоем преобладают дерновые и органоаккумулятивные эмбриоземы. На южном, крутом, склоне преобладают инициальные эмбриоземы (т.3). У подножья южного склона и на пологих склонах южной экспозиции преобладают органоаккумулятивные эмбриоземы. Важно отметить, что сохранение инициального эмбриозема в структуре почвенного покрова данного отвала обусловлено, в первую очередь, наличием неблагоприятных условий для развития почвообразовательных процессов, а именно: крутизной и экспозицией склона. В пониженных элементах рельефа и у подножия отвала наблюдается некоторое улучшение эдафических условий, поэтому здесь сформировались органоаккумулятивные эмбриоземы[2].На каменистом Малиновском отвале почвообразующие породы сложены хаотичной смесью из обломков алевролитов, аргиллитов и песчаников. Основу почвенного покрова составляют только органоаккумулятивные (т. 4, т. 5) и инициальные эмбриоземы (т.6). Дерновый и гумусоаккумулятивный эмбриоземы в этих условиях не сформировались. В этом случае можно сделать вывод, что почвообразование пока продвинулось до стадии органоаккумулятивного эмбриозема. Это связано с неблагоприятными эдафическими условиями, складывающимися в этом ландшафте, которые обусловлены, в первую очередь, высокой каменистостью пород[2].Точки для обследования и характеристики данного отвала выбраны аналогично Центральному отвалу –на южном и северном склонах и выровненной поверхности отвала. Развитие растительного покрова на данном участке значительно отстает от участка, отсыпанного суглинистым материалом. Общее проективное покрытие этого участка составляет около 50 %. Проведенные исследования показали, что в гумусоаккумулятивном эмбриоземе запасы влаги в период наблюдения находились в интервале НВ –ВРК. Это свидетельствует о достаточном водообеспечении растительности на этом участке. В июне происходит некоторое снижение запасов влаги, запасы приближены к значениям ВРК, это связано с уменьшением количества атмосферных осадков и интенсивной транспирацией, а также с активным физическим испарением с поверхности. Также необходимо отметить, что гумусоаккумулятивный эмбриозум, благодаря хорошо развитому растительному покрову, хорошо оструктурен и обладает наилучшей фильтрационной способностью, что позволяет эффективно усваивать воду атмосферных осадков.
В дерновом эмбриозуме северного склона Центрального отвала (т. 2), запасы влаги в течение всего вегетационного периода также оставались в интервале НВ–ВРК (НВ –верхней предел продуктивной влаги; ВРК –нижней предел продуктивной влаги). На этом участке в течение двух летних периодов запасы влаги в исследуемый период не подвергаются резким колебаниям и с глубиной и также находятся в интервале НВ –ВРК. Благоприятный гидротермический режимэтого эмбриозема, а также суглинистый материал, складированный в верхних слоях, положительно влияют на накопление и сохранение запасов влаги в течение всего вегетационного периода. В инициальном эмбриоземе (т. 3) в начале вегетационного периода влагозапасы значительно меньше и находятся в пределах ВРК. В середине июня 2008 года запасы снижаются ниже запасов ВРК. При этом считается, что уменьшение запасав ниже ВРК свидетельствует о недостаточном увлажнении. В середине июля весь слой 0 –40 иссушается практически до влажности завядания и естественно растения начинают испытывать почвенную засуху. И только в результате выпадения осадков в конце июля –начале августа влажность повышается до уровня ВРК. В 2009 году благодаря большому количеству осадков влагозапасы на этом участке оставались в нижней части интервала НВ –ВРК. При рассмотрении запасов влаги в эмбриоземах Малиновского отвала, сформированных на каменистой поверхности, было выявлено, что наиболее низкими значениями по запасам влаги отличается инициальный эмбриоземюжной экспозиции склона (т. 6).В течение 2008 года большую часть периода наблюдения запасы находились в интервале ВРК –ВЗ(ВЗ –нижней предел (порог) продуктивной влаги в почве), т.е. в зоне интенсивного иссушения. Только в мае после снеготаяния и в сентябре запасы выходили за пределы ВРК. Высокая каменистость субстрата, тёмная поверхность, отсутствие растительного покрова приводят к значительному нагреву поверхности отвала и иссушению корнеобитаемого слоя. Высокие летние температуры и низкие запасы влаги приводят к усилению ксероморфизма[2]. В органоаккумулятивном эмбриоземе на выровненной поверхности (т. 4) запасы влаги на глубине 0 –20 см находятся в диапазоне НВ –ВРК, с глубиной запасы резко понижаются (прил. 8, рис. 1). В мае и июнезапасы близки к значениям ВЗ, это связано с интенсивным испарением с поверхности и малыми продуктивными запасами влаги. Развитие незначительного растительного покрова приводит к усилению иссушения. В тоже время в результате высокой плотности нижних слоев (20 –40 см) влага практически не попадает в этот горизонт. Об этом свидетельствуют незначительные колебания влаги в течение наблюдения и по годам, отличающимся по увлажнению. Большую часть вегетационного периода запасы в этом слое на этом участке находятся в интервале ВЗ –ВРК, что в совокупности с очень высокой плотностью этого слоя, делает эти запасы практически недоступными для растений. Поэтому на этом участке активный влагообмен происходит только в верхнем 20см слое. Запасы влаги в органоаккумулятивном эмбриоземе северного склона Малиновского отвала (т. 5) в течение всего периода наблюдения находились в интервале НВ –ВРК. Благодаря благоприятному гидротермическому режиму и мелкоребристому рельефу, а также не крутому склону, в общем, влагозапасов достаточно для развития фитоценоза на поверхности участка. С глубиной запасы влаги увеличиваются, это связано с утяжелением гранулометрического состава и увеличением плотности сложения субстрата. Так как участок расположен на склоне, увеличению запасов влаги на этом участке может способствовать приток воды с повышенных элементов рельефа. Запасы влаги в контрольном варианте показывают хорошую обеспеченность естественных фитоценозов водой на дерновоподзолистых почвах. В течение всего периода наблюдений запасы не понижались ниже ВРК. В 2008 году в результате меньшего количества осадков запасы влаги в почве заметно уменьшались в течение вегетационного периода. Однако в осеннезимний период запасы восстанавливаются до оптимальных значений. В 2009 году колебания влажности в дерновоподзолистых почвах незначительны и запасы сохраняются в интервале НВ –ВРК. Проведенные исследования показали, что наиболее благоприятные условия водообеспечения складываются в эмбриоземах (т. 1, 2), сформировавшихся на суглинистом материале Центрального отвала. Водный режим этих участков приближен к режиму естественных почв и всегда находится в диапозоне доступной влаги НВ –ВРК[2].Только в инициальном эмбриоземе, расположенном на южном склоне (т. 6) формируется неблагоприятный для развития растительного покрова водный режим. Это обусловлено, как уже ранее было отмечено, негативным последствием технологии рекультивации, а именно очень крутым склоном отвала. Водный режим в эмбриоземах Малиновского отвала, сформировавшихся на каменистом материале (т. 4, 5, 6) существенно отличается от режима эмбриоземов, образованных на Центральном отвале, и зональных почв. Это обусловлено наличием лимитирующих факторов, а именно каменистостью отвала, низким содержанием в субстрате отвала фракции физической глины, провальной водопроницаемостью и слабым развитием растительного покрова и процессов почвообразования.
Заключение
Таким образом, район исследования обладает достаточными климатическими ресурсами, а именно равномерным выпадением атмосферных осадков, что, в свою очередь, обеспечивает постоянное высокое увлажнение почв и оптимальную температуру вегетационного периода, способствующей развитию биоценозов. Несмотря на хорошие климатические условия, изза неблагоприятного состава пород и наличия крутых склонов, формируются местообитания с неблагоприятными условиями для развития фитоценозов и почвообразования на нарушенных территориях. Поэтому только формирование благоприятного рельефа и создание корнеобитаемого слоя из пород, способных к быстрому биологическому освоению, позволяет существенно улучшить условия почвообразования и восстановления техногенных ландшафтов.
Ссылки на источники1. Андроханов В.А., Курачев В.М. Принципы оценки почвенноэкологического состояния техногенных ландшафтов // Сиб. экол. журн. –2009. № 2 –с 165 –169.2. Оценка и рациональное использование природных ресурсов для рекультивации почва в горнотаежной зоне Кузбасса / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук / Институт почвоведения иагрохимии Сибирского отделения Российской академии наук. Новосибирск, 2011.3. Потапов В.П., Мазикин В.П., Счастливцев Е.Л., Вашлаева Н.Ю. Геоэкология угледобывающих районов Кузбасса. –Новосибирск: «Наука», 2005.4. http://www.ako.ru/Стратегия социальноэкономического развития Кемеровской области до 2025 г.
Влияние технологии отвалообразования на влагообеспеченность молодых почв техногенно нарушенных территорийКузбасса
Аннотация.В работе проведена оценка влагообеспеченности разных типов молодых почв. Полученные результаты показали, что район исследования обладает достаточными климатическими ресурсами, а именно равномерным выпадением атмосферных осадков, что, в свою очередь, обеспечивает постоянное высокое увлажнение почв и оптимальную температуру вегетационного периода, способствующей развитию биоценозов. Несмотря на хорошие климатические условия, изза неблагоприятного состава пород и наличия крутых склонов, формируются местообитания с неблагоприятными условиями для развития фитоценозов и почвообразования на нарушенных территориях. Формирование благоприятного рельефа и создание корнеобитаемого слоя из пород, способных к быстрому биологическому освоению, позволяет существенно улучшить условия почвообразования и восстановления техногенных ландшафтов. Ключевые слова:рекультивация, эмбриоземы, техногенные ландшафт, влагообеспеченность.
Актуальность проблемы:Кузнецкий угольный бассейн является наиболее промышленно развитым регионом в Сибири, как по количеству запаса угля, так и по добычи. В настоящее время в регионе добывается 56 % российского угля. По оценкам специалистов можно отметить, что в перспективе добыча угля существенно увеличиться и к 2030 году будет составлять 275 –330 млн.т.[4]. Следовательно, и техногенная нагрузка на окружающую среду существенно возрастет(рис. 1). В настоящее время по разным данным в Кемеровской области имеется более 100 тыс. га нарушенных земель и в связи с тем, что добыча угля в регионе будет увеличиваться, соответственно площадь техногенно нарушенных территорий возрастет [3]. Следует отметить, что в Кузбассе рекультивация проведена на 20 % нарушенных земель –меньше, чем в любом другом угольном регионе страны и качество рекультвированных территорий оставляет желать лучшего.Основным фактором, лимитирующим скорость естественного восстановления нарушенных экосистем в горнотаежной зоне, является разное поступление на поверхность тепла и влаги.При этом температурный режим почв обусловлен их географическим положением и зависит от рельефа местности. Растительный покров также оказывает существенное влияние на динамику влаги и температуры в почве. Влагообеспеченность почв является существенным фактором в обеспечении благоприятных условий жизни растений.
Рис. 2.Добыча угля открытым способом
Материалы и методики исследования
Оценка влагообеспеченности разных типов эмбриоземов проводилась по запасам почвенной влаги с использованием почвенногидрологических констант. Подвижность влаги определялось по шкале, предложенной А.А. Роде [Роде, 1952;1965]. Изучение водного режима проводилось в дерновом (т. 2) и гумусоаккумулятивном (т. 1) эмбриоземах Центрального отвала до глубины 60 см. На других участках (т. 3, 4, 5, 6) в связи с очень плотным сложением, пробы отбирались до глубины 40 см. Исследование водного режима проводилось в вегетационные периоды 2011 и 2012 гг. При изучении и картографировании почвенного покрова Калтанского угольного разреза применялась профильногенетическая классификация почв техногенных ландшафтов. При этом выявлено, что на поверхности разных отвалов за более чем 20летний период сформировались, в основном, эмбриоземы четырех типов –инициальные, органоаккумулятивные, дерновые и гумусоаккумулятивные. Эти новообразованные почвы характеризуются автоморфным направлением почвообразования и представляют собой молодые почвы, находящиеся на самом раннем этапе развития[1].
Сформировавшиеся эмбриоземы, несмотря на разный петрографический состав корнеобитаемого слоя изучаемых отвалов и различный уровень развития биологических процессов, имеют сходные свойства, основным из которых является малая мощность почвенного профиля. Различаются эти типы эмбриоземов по наличию или отсутствию типодиагностического горизонта. В качестве типодиагностических горизонтов выступают органогенные и гумусовоаккумулятивные горизонты. На инициальной стадии развития эмбриоземов, которая характеризует самое начало преобразования почвообразующей толщи, основным типодиагностическим признаком является отсутствие биогенного горизонта. В органоаккумулятивных эмбриоземах вследствие развития растительности образуется горизонт А0–подстилка неразложившихся растительных остатков. На следующем этапе развитиярастительного и почвенного покрова в дерновых эмбриоземах формируется дерновый горизонт. В дальнейшем при достаточном накоплении гумусовых веществ в верхней части профиля начинает морфологически проявляться гумусовоакккумулятивный горизонт. Ведущими процессами почвообразования в эмбриоземах, которые, в первую очередь, свидетельствуют о трансформации исходного субстрата и преобразовании его в молодую почву, являются процессы синтеза и накопления органического вещества. При этом скорость трансформации исходного субстрата и развития процессов почвообразования в техногенных ландшафтах определяется, в основном, двумя факторами: рельефом и составом почвообразующего субстрата.
Результаты исследования и обсуждение
Для проведения исследований были выбраны отвалы Клтанского угольного разреза, приблизительно, одного возраста, более 20 лет, которые относятся к категории старых отвалов. Калтанский угольный разрез находится в 40 км южнее г. Осинники, в 20 км от г. Калтана и в 2 км от поселка Малиновка (рис. 2).
Рис.2.Месторасположения Калтанского угольного разреза
Поверхность внешнего Центрального отвала имеет платообразную, террасированную форму. Уступы отвала представлены мелкобугристым рельефом. Высота отвала –50 –60 м. Основание отвала сложено прочнойпородой, в состав которой в основном преобладает песчаник. Верхний слой на горизонтальной поверхности отвала сформирован из суглинистого и глинистого материала, мощностью более 3 м. Площадь отвала –3,9 га. Исследования, проведенные на отвале Центральный, который сложен суглинистым материалом, показали, чтов течение 20 лет на поверхности отвала сформировались четыре типа эмбриоземов. На выровненной поверхности вершины отвала сформировался травянистый фитоценоз и гумусоаккумулятивные (т.1) и дерновые эмбриоземы (т.2). На северном склоне под разряженным древостоем преобладают дерновые и органоаккумулятивные эмбриоземы. На южном, крутом, склоне преобладают инициальные эмбриоземы (т.3). У подножья южного склона и на пологих склонах южной экспозиции преобладают органоаккумулятивные эмбриоземы. Важно отметить, что сохранение инициального эмбриозема в структуре почвенного покрова данного отвала обусловлено, в первую очередь, наличием неблагоприятных условий для развития почвообразовательных процессов, а именно: крутизной и экспозицией склона. В пониженных элементах рельефа и у подножия отвала наблюдается некоторое улучшение эдафических условий, поэтому здесь сформировались органоаккумулятивные эмбриоземы[2].На каменистом Малиновском отвале почвообразующие породы сложены хаотичной смесью из обломков алевролитов, аргиллитов и песчаников. Основу почвенного покрова составляют только органоаккумулятивные (т. 4, т. 5) и инициальные эмбриоземы (т.6). Дерновый и гумусоаккумулятивный эмбриоземы в этих условиях не сформировались. В этом случае можно сделать вывод, что почвообразование пока продвинулось до стадии органоаккумулятивного эмбриозема. Это связано с неблагоприятными эдафическими условиями, складывающимися в этом ландшафте, которые обусловлены, в первую очередь, высокой каменистостью пород[2].Точки для обследования и характеристики данного отвала выбраны аналогично Центральному отвалу –на южном и северном склонах и выровненной поверхности отвала. Развитие растительного покрова на данном участке значительно отстает от участка, отсыпанного суглинистым материалом. Общее проективное покрытие этого участка составляет около 50 %. Проведенные исследования показали, что в гумусоаккумулятивном эмбриоземе запасы влаги в период наблюдения находились в интервале НВ –ВРК. Это свидетельствует о достаточном водообеспечении растительности на этом участке. В июне происходит некоторое снижение запасов влаги, запасы приближены к значениям ВРК, это связано с уменьшением количества атмосферных осадков и интенсивной транспирацией, а также с активным физическим испарением с поверхности. Также необходимо отметить, что гумусоаккумулятивный эмбриозум, благодаря хорошо развитому растительному покрову, хорошо оструктурен и обладает наилучшей фильтрационной способностью, что позволяет эффективно усваивать воду атмосферных осадков.
В дерновом эмбриозуме северного склона Центрального отвала (т. 2), запасы влаги в течение всего вегетационного периода также оставались в интервале НВ–ВРК (НВ –верхней предел продуктивной влаги; ВРК –нижней предел продуктивной влаги). На этом участке в течение двух летних периодов запасы влаги в исследуемый период не подвергаются резким колебаниям и с глубиной и также находятся в интервале НВ –ВРК. Благоприятный гидротермический режимэтого эмбриозема, а также суглинистый материал, складированный в верхних слоях, положительно влияют на накопление и сохранение запасов влаги в течение всего вегетационного периода. В инициальном эмбриоземе (т. 3) в начале вегетационного периода влагозапасы значительно меньше и находятся в пределах ВРК. В середине июня 2008 года запасы снижаются ниже запасов ВРК. При этом считается, что уменьшение запасав ниже ВРК свидетельствует о недостаточном увлажнении. В середине июля весь слой 0 –40 иссушается практически до влажности завядания и естественно растения начинают испытывать почвенную засуху. И только в результате выпадения осадков в конце июля –начале августа влажность повышается до уровня ВРК. В 2009 году благодаря большому количеству осадков влагозапасы на этом участке оставались в нижней части интервала НВ –ВРК. При рассмотрении запасов влаги в эмбриоземах Малиновского отвала, сформированных на каменистой поверхности, было выявлено, что наиболее низкими значениями по запасам влаги отличается инициальный эмбриоземюжной экспозиции склона (т. 6).В течение 2008 года большую часть периода наблюдения запасы находились в интервале ВРК –ВЗ(ВЗ –нижней предел (порог) продуктивной влаги в почве), т.е. в зоне интенсивного иссушения. Только в мае после снеготаяния и в сентябре запасы выходили за пределы ВРК. Высокая каменистость субстрата, тёмная поверхность, отсутствие растительного покрова приводят к значительному нагреву поверхности отвала и иссушению корнеобитаемого слоя. Высокие летние температуры и низкие запасы влаги приводят к усилению ксероморфизма[2]. В органоаккумулятивном эмбриоземе на выровненной поверхности (т. 4) запасы влаги на глубине 0 –20 см находятся в диапазоне НВ –ВРК, с глубиной запасы резко понижаются (прил. 8, рис. 1). В мае и июнезапасы близки к значениям ВЗ, это связано с интенсивным испарением с поверхности и малыми продуктивными запасами влаги. Развитие незначительного растительного покрова приводит к усилению иссушения. В тоже время в результате высокой плотности нижних слоев (20 –40 см) влага практически не попадает в этот горизонт. Об этом свидетельствуют незначительные колебания влаги в течение наблюдения и по годам, отличающимся по увлажнению. Большую часть вегетационного периода запасы в этом слое на этом участке находятся в интервале ВЗ –ВРК, что в совокупности с очень высокой плотностью этого слоя, делает эти запасы практически недоступными для растений. Поэтому на этом участке активный влагообмен происходит только в верхнем 20см слое. Запасы влаги в органоаккумулятивном эмбриоземе северного склона Малиновского отвала (т. 5) в течение всего периода наблюдения находились в интервале НВ –ВРК. Благодаря благоприятному гидротермическому режиму и мелкоребристому рельефу, а также не крутому склону, в общем, влагозапасов достаточно для развития фитоценоза на поверхности участка. С глубиной запасы влаги увеличиваются, это связано с утяжелением гранулометрического состава и увеличением плотности сложения субстрата. Так как участок расположен на склоне, увеличению запасов влаги на этом участке может способствовать приток воды с повышенных элементов рельефа. Запасы влаги в контрольном варианте показывают хорошую обеспеченность естественных фитоценозов водой на дерновоподзолистых почвах. В течение всего периода наблюдений запасы не понижались ниже ВРК. В 2008 году в результате меньшего количества осадков запасы влаги в почве заметно уменьшались в течение вегетационного периода. Однако в осеннезимний период запасы восстанавливаются до оптимальных значений. В 2009 году колебания влажности в дерновоподзолистых почвах незначительны и запасы сохраняются в интервале НВ –ВРК. Проведенные исследования показали, что наиболее благоприятные условия водообеспечения складываются в эмбриоземах (т. 1, 2), сформировавшихся на суглинистом материале Центрального отвала. Водный режим этих участков приближен к режиму естественных почв и всегда находится в диапозоне доступной влаги НВ –ВРК[2].Только в инициальном эмбриоземе, расположенном на южном склоне (т. 6) формируется неблагоприятный для развития растительного покрова водный режим. Это обусловлено, как уже ранее было отмечено, негативным последствием технологии рекультивации, а именно очень крутым склоном отвала. Водный режим в эмбриоземах Малиновского отвала, сформировавшихся на каменистом материале (т. 4, 5, 6) существенно отличается от режима эмбриоземов, образованных на Центральном отвале, и зональных почв. Это обусловлено наличием лимитирующих факторов, а именно каменистостью отвала, низким содержанием в субстрате отвала фракции физической глины, провальной водопроницаемостью и слабым развитием растительного покрова и процессов почвообразования.
Заключение
Таким образом, район исследования обладает достаточными климатическими ресурсами, а именно равномерным выпадением атмосферных осадков, что, в свою очередь, обеспечивает постоянное высокое увлажнение почв и оптимальную температуру вегетационного периода, способствующей развитию биоценозов. Несмотря на хорошие климатические условия, изза неблагоприятного состава пород и наличия крутых склонов, формируются местообитания с неблагоприятными условиями для развития фитоценозов и почвообразования на нарушенных территориях. Поэтому только формирование благоприятного рельефа и создание корнеобитаемого слоя из пород, способных к быстрому биологическому освоению, позволяет существенно улучшить условия почвообразования и восстановления техногенных ландшафтов.
Ссылки на источники1. Андроханов В.А., Курачев В.М. Принципы оценки почвенноэкологического состояния техногенных ландшафтов // Сиб. экол. журн. –2009. № 2 –с 165 –169.2. Оценка и рациональное использование природных ресурсов для рекультивации почва в горнотаежной зоне Кузбасса / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук / Институт почвоведения иагрохимии Сибирского отделения Российской академии наук. Новосибирск, 2011.3. Потапов В.П., Мазикин В.П., Счастливцев Е.Л., Вашлаева Н.Ю. Геоэкология угледобывающих районов Кузбасса. –Новосибирск: «Наука», 2005.4. http://www.ako.ru/Стратегия социальноэкономического развития Кемеровской области до 2025 г.
