Трансформация минерального состава мерзлотных почв, сформированных на осадочных отложениях северной тайги Средней Сибири | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2025. № 71. DOI: 10.17223/19988591/71/1

Трансформация минерального состава мерзлотных почв, сформированных на осадочных отложениях северной тайги Средней Сибири

В последние десятилетия активно исследуются процессы почвообразования в регионах с суровыми климатическими условиями. Эти территории не характеризуются активным накоплением свежего материала, и, как считается, здесь не наблюдается ярко выраженной дифференциации химического состава по горизонтам. В данной работе рассматривается возможность применения геохимического подхода для анализа изменений состава генетических горизонтов почв, формирующихся в суровых климатических условиях северной тайги Далдын-Алакитского района Западной Якутии (66°24'N, 112°17'E). Установлено, что рассматриваемые типы почв имеют схожие валовые концентрации основных оксидов и близкий минералогический состав с преобладанием кварца, полевых шпатов, карбонатов и слоистых силикатов. Результаты сканирующей электронной микроскопии показывают различия в морфологических признаках микрочастиц почвы. Почвенные агрегаты в криоземах и глееземах имеют более округлую форму и меньший размер (около 10 мкм) в верхних горизонтах по сравнению с нижними. Исследованные почвы также различаются по экзотермическим эффектам сгорания органического вещества, что отражается на термограммах. Для геохимической характеристики почв на основе данных валового химического анализа были проведены расчеты оксидных соотношений и ряда коэффициентов химического выветривания. Анализ геохимических коэффициентов позволил выявить различия между почвами по отношению к почвообразующей породе. Он подтвердил, что развитие почвообразовательных процессов наименее выражено в литоземах, глееземы занимают промежуточное положение, а криоземы наиболее подвержены педогенезу. Основные морфогенетические различия наблюдаются между почвами с более высоким содержанием органического углерода. Использование геохимических коэффициентов помогает выявить изменения минералогического состава криогенных почв и более контрастно отражает дифференциацию почвенных профилей постлитогенных почв. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 15

Ключевые слова

криоземы (Cryosols), глееземы (Gleysols), литоземы (Leptosols), физико-химические свойства, отношение оксидов, коэффициенты выветривания

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Васильева Татьяна Игнатьевна	Институт геологии алмаза и благородных металлов СО РАН	канд. биол. наук, н.с. лаборатории геоэкологии и биогеохимии	vasilevatig@yandex.ru
Легостаева Яна Борисовна	Институт геологии алмаза и благородных металлов СО РАН	канд. биол. наук, в.н.с. лаборатории геоэкологии и биогеохимии	ylego@mail.ru

Всего: 2

Ссылки

Горячкин С.В., Мергелов Н.С., Таргульян В.О. Генезис и география почв экстремальных условий: элементы теории и методические подходы // Почвоведение. 2019. № 1. C. 5-19. doi: 10.1134/S0032180X19010040.

Горячкин С.В. География экстремальных почв и почвоподобных систем // Вестник Российской академии наук. 2022. Т. 92, № 6. C. 564-571. doi: 10.31857/S0869587322 060056.

Collins Ph.E.F. Ice-affected soil systems under rapid climate warming - insights from the past // Bulletin of L.N. Gumilyov Eurasian National University. Technical Science and Technology Series. 2021. Vol. 135, № 2. PP. 27-36. doi: 10.32523/2616-7263-2021-135-2-27-36.

Худяков О.И., Решоткин О.В. Динамика температуры мерзлотных почв в вегетационный период на фоне повышения среднегодовой температуры воздуха // Почвоведение. 2020. № 5. С. 576-589. doi: 10.31857/S0032180X2005007X.

Chen L., Aalto J., Luoto M. Significant shallow-depth soil warming over Russia during the past 40 years // Global and Planetary Change. 2021. Vol. 197. 103394. doi: 10. 1016/j. gloplacha.2020.103394.

Goncharova O.Yu., Matyshak G.V., Epstein H.E., Sefilian A.R., Bobrik A.A. Influence of snow cover on soil temperatures: Meso- and micro-scale topographic effects (a case study from the northern West Siberia discontinuous permafrost zone) // Catena. 2019. Vol. 183. 104224. doi: 10.1016/j.catena.2019.104224.

Novenko E.Y., Kupryanov D.A., Mazei N.G., Prokushkin A.S., Phelps L.N., Buri A., Davis B.A.S. Evidence that modern fires may be unprecedented during the last 3400 years in permafrost zone of Central Siberia, Russia // Environmental Research Letters. 2022. Vol. 17, № 2. 025004. doi: 10.1088/1748-9326/ac4b53.

Чевычелов А.П. Лесные пожары в Якутии и их влияние на почвенный покров в аспекте прогнозируемого изменения климата // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. Серия «Науки о Земле». 2019. № 1. С. 55-67. doi: 10.25587/SVFU.2019.13.27557.

Lebedeva M., Makeev A., Rusakov A. Microfeatures of cryogenesis in modern and late pleistocene soils // Cryosols in perspective: A view from the permafrost heartland. Proceedings of the VII International Conference on Cryopedology. Yakutsk : Institute of Biological Problems of the Cryolithozone, 2017. PP. 89-90.

Соколова Т.А. Глинистые минералы в почвах гумидных областей СССР. Новосибирск : Наука, 1985. 256 с.

Губин С.В., Лупачев А.В. Почвы и отложения озерно-аласных котловин тундр Колымской низменности // Почвоведение. 2020. № 7. С. 775-790. doi: 10.1134/ S1064229320070042.

Lessovaia S.N., Goryachkin S.V., Desyatkin R.V., Okoneshnikova M.V. Pedoweathering and mineralogical change in cryosols in an ultracontinental climate (Central Yakutia, Russia) // Acta Geodynamica et Geomaterialia. 2013. № 4. PР. 465-473. doi: 10.1134/ S1064229321120048.

Десяткин Р.В., Лесовая С.Н., Оконешникова М.В., Иванова А.З. Криоземы и палевые слабодифференцированные почвы тундр и тайги Якутии: свойства, минералогический состав и классификация // Почвоведение. 2021. № 12. С. 1423-1436. doi: 10.31857/S0032180X21120042.

Геологическая карта СССР масштаба 1 : 200 000. Серия Анабарская. Лист Q-49-XVII. Объяснительная записка. М. : Государственное научно-техническое издательство литературы по геологии и охране недр, 1960. 68 с.

Салихов Р.Ф., Салихова В.В., Иванюшин Н.В., Охлопков В.И. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 200 000. Серия Верхневи-люйская. Лист Q-49-XXI, XXII (Айхал). Объяснительная записка. М. : МФ ВСЕГЕИ, 2013. 284 c.

Спесивцева Н.А. Климатическая особенность Западной Якутии. Новосибирск : Наука. Сибирское отделение. 1979, С. 87-95.

Анисимов О.А., Анохин Ю.А., Лавров С.А., Малкова Г.В., Мяч Л.Т., Павлов А.В., Романовский В.А., Стрелецкий Д.А., Холодов А.Л., Шикломанов Н.И. Континентальная многолетняя мерзлота. Методы оценки последствий изменения климата для физических и биологических систем / под ред. С.М. Семенова. М. : Науч. изд. центр «Планета», 2012. С. 301-359.

Горячкин С.В., Водяницкий Ю.Н., Конюшков Д.Е., Лесовая С.Н., Мергелов Н.А., Титова А.А. Биоклиматогенные и геогенные проблемы географии почв Северной Евразии // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2008. № 62. С. 48-68.

Полевой определитель почв России. М. : Институт почвоведения им. В.В. Докучаева, 2008. 182 с.

IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources 2022.International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports. 4th edition. Vienna, Austria : International Union of Soil Sciences (IUSS), 2022. 234 р.

Качинский Н.А. Механический и микроагрегатный состав почвы, методы его изучения. М. : Изд-во АН СССР, 1958. 192 с.

Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М. : Изд-во МГУ, 1970. 487 с.

Мамонтов В.Г. Химический анализ почв и использование аналитических данных. СПб. : Лань, 2021. 328 с.

Русанова Г.В., Шахтарова О.В. Структурная организация и профильная дифференциация вещества в автоморфных почвах юго-востока Большеземельской тундры // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2012. № 3 (19). С. 18-32. doi: 10.17223/19988591/19/2.

Nesbitt H.W., Young G.M. Prediction of some weathering trends of plutonic and volcanic rocks based on thermodynamic and kinetic considerations // Geochimica et cosmo-chimica acta. 1984. Vol. 48, № 7. PP. 1523-1534. doi: 10.1016/0016-7037(84)90408-3.

Мамонтов В.Г., Гладков А.А., Кузелев М.М. Практическое руководство по химии почв : Учебное пособие. М. : Изд-во РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2012. 225 с.

Retallack G.J., Krull E.S., Bockheim J. New grounds for reassessing paleoclimate of the Sirius Group, Antarctica // Journal of The Geological Society. 2001. Vol. 158, № 6. PP. 925-935. doi: 10.1144/0016-764901-030.

Cox R., Lowe D.R., Cullers R.L. The influence of sediment recycling and basement composition on evolution of mudrock chemistry in the southwestern United States // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. Vol. 59, № 7. PP. 2919-2940. doi: 10.1016/ 0016-7037(95)00185-9.

McLennan S.M., Hemming S., McDaniel D.K., Hanson G.N. Geo-chemical approaches to sedimentation, provenance and tectonics // Geological Society of America Special Paper. 1993. Vol. 284. PP. 21-40. doi: 10.1130/SPE284-p21.

Fedo C.M., Nesbitt H.W., Young G.M. Unraveling the effects of potassium metasomatism in sedimentary rocks and paleosols with implications for paleoweathering conditions and provenance // Geology. 1995. Vol. 23. PP. 921-924. doi: 10.1130/0091-7613(1995) 023%3C0921:UTEOPM%3E2.3.CO;2.

Suttner L.J., Dutta P.K. Alluvial sandstone composition and palaeoclimate framework mineralogy // Journal of Sedimentary Petrology. 1986. Vol. 56. PP. 329-345. doi: 10. 1306/212F8909-2B24-11D7-8648000102C1865D.

Устинов В.И., Чернов М.К., Ягнышев Б.С. Изучение структурно-тектонических и геохимических особенностей района коренных месторождений алмазов трубок Ай-хал и Удачная (1980-1982 гг.). Якутск : Изд-во Якутскгеология, 1983. 343 с.

Иванова А.З., Десяткин Р.В. Валовой состав основных типов почв бассейна реки Алазея // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2016. № 1. С. 110-114.

Оконешникова М.В., Иванова А.З., Десяткин Р.В. Почвы Верхоянского хребта в пределах Аркачанского плато // Почвоведение. 2020. № 5. С. 509-518. doi: 10. 31857/S0032180X2005010X.

Соколов Д.А., Кулижский С.П., Лойко С.В., Доможакова Е.А. Использование сканирующей электронной микроскопии для диагностики процессов почвообразования на поверхности отвалов каменноугольных разрезов Сибири // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2014. № 3 (27). С. 36-52.

Старых С.Э., Шнее Т.В., Одинцова И.Г., Алпатова И.Н. Термический анализ гумусовых веществ отходов прядильных культур // Современные тенденции в научном обеспечении АПК Верхневолжского региона : коллективная монография. Иваново : Издательско-полиграфический комплекс «ПресСто», 2018. T. 1. С. 412-421.

Губин С.В., Лупачев А.В. Роль пятнообразования в формировании и развитии криоземов приморских низменностей севера Якутии // Почвоведение. 2017. № 11. С. 1283-1295. doi: 10.1134/S1064229317110072.

Самофалова И.А. Диагностика процессов почвообразования и выветривания по содержанию щелочных и щелочноземельных макроэлементов в почвах Среднего Урала (хребет Басеги) // Ученые записки Казанского университета. Серия: Естественные науки. 2020. Т. 162, кн. 4. С. 592-611. doi: 10.26907/2542-064X.2020.4. 592-611.

Старцев В.В., Дубровицкий Ю.А., Жангуров Е.В., Дымов А.А. Пространственная неоднородность свойств почв в зоне распространения островной мерзлоты (Приполярный Урал) // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2019. № 48. С. 32-55. doi: 10.17223/19988591/48/2.

Белоусова Н.И., Соколова Т.А., Тяпкина Н.А. Профильная дифференциация глинистых минералов в подзолистых альфегумусовых почвах на гранитах // Почвоведение. 1973. № 11. С. 116-132.

Uziak S., Wilgat M., Klimowicz Z. Mineral composition of arctic soils in the Bellsund region, Spitsbergen // Polish Polar Research. 1999. № 1. PP. 33-41.

Wilson M.J., Jones D. Lichen weathering of minerals: implications for pedogenesis // Geological Society. 2007. Vol. 11. PP. 5-12. doi: 10.1144/GSL.SP.1983.011.01.01.

Крупская В.В., Мирошников А.Ю., Доржиева О.В. Минеральный состав почв и донных осадков заливов архипелага Новая Земля // Океанология. 2017. № 1. С. 238-245. doi: 10.7868/S0030157417010075.

Sirbu-Radasanu D.S., Huzum R., Dumitra§ D.-G., Stan C.O. Mineralogical and geochemical implications of weathering processes responsible for soil generation in Manaila Alpine Area (Tulghe§ 3 Unit-Eastern Carpathians) // Minerals. 2022. Vol. 12. 1161. doi: 10.3390/min12091161.