Atmogenic processes during the cold period in agricultural landscapes of the southeastern partof West Siberian Plain and their landscape and geochemical aspects.pdf Эоловые процессы в агроландшафтах юго-востока Западно-Сибирской равнины в холодный период года (ХПГ) делятся на деструктивные и аккумулятивные. Факторы их развития освещены в ряде работ [1-4].Деструктивные процессы ХПГ (октябрь-апрель) представлены дефляцией, имеющей очаговое развитие. Дефляции подвержены наветренные склоны повыше-ний микро- и нанорельефа пашни, а также гребни паш-ни в случае глубокой осенней вспашки. Эоловая акку-муляция развита практически повсеместно: наблюде-ния показывают, что в годы с активным развитием эо-ловых процессов эоловая рябь (волны) покрывает 70-90% поверхности снега в поле.Дефляции на пашне подвергаются в основном сугли-нистые разности серых лесных и дерново-подзолистых почв. М.И. Долгилевич отмечает, что почвенный покров Сибири уязвим к сильным ветрам, т.к. содержание агрега-тов менее 1 мм в почвах достигает 40-88%, т.е. они ха-рактеризуются высокой распыленностью [5]. Противо-дефляционная устойчивость почв, рассчитанная по зави-симости Г.А. Ларионова, в основном не велика и изменя-ется у дерново-подзолистых почв от 10 до 49, а у серых лесных почв - от 24 до 67 [6].Интенсивность эоловых процессов в ХПГ имеет две стадии развития: 1 - от установления устойчивого снежного покрова до периода его максимального сне-гонакопления (в основном 2-я декада марта); 2 - в пе-риод снеготаяния, совпадающего с весенним максиму-мом буревой деятельности.За период наблюдений с 2000 по 2008 г. эоловые процессы были активны в ХПГ в 2000-2001, 2002-2003, 2003-2004 и 2004-2005 гг., т.е. в 71% случаев, слабое их развитие отмечалось в 2005-2006, 2006-2007 гг. (28%) и умеренное - в 2007-2008 г. (1%).Величина аккумуляции эоловых отложений в пер-вую стадию развития за период наблюдений изменя-лась на пашне от 2,5-2,7 г/м2 (2005-2006 г.) до 824 г/м2 в ХПГ 2002-2003 г. Согласно классификации интен-сивности эоловой миграции вещества Е.М. Любцовой, на пашне исследуемой территории развивается эоловая миграция: слабая - менее 50 г/м2, умеренная - 50-100, средняя - 100-200, сильная - 200-500 и очень силь-ная - 500-1000 г/м2 [7, 8].Необходимо отметить, что в кедровом лесу, окайм-ляющем ключевой участок «Лучаново» с востока, втолще снега в первую стадию накапливалось не более 18,8 г/м2 мелкозема. Во вторую стадию развития интен-сивность эоловых процессов бывает значительна, носит прерывистый характер, обусловленный высокой из-менчивостью температуры воздуха и почвы, скоростей ветра, выпадением снега и др. Отбор проб с поверхно-сти снега по опорным профилям показывает, что за короткие промежутки времени на пашне может накап-ливаться значительная масса эолового материала: от 0,83 до 224,5 г/м2 , а в кедраче - от 0,285 до 1,0 г/м2.В случае бурных ветров (бурь) за сутки местами может накопиться до 236 г/м2 мелкозема (20.03-21.03.2004 г). Гранулометрический состав эоловых от-ложений достаточно разнообразен, но доминируют пылеватые частицы (табл. 1).В составе эоловых отложений содержатся различ-ные химические элементы, в том числе и биофильные, гумус. Вследствие этого эоловые процессы, имеющие глобальное, региональное и локальное развитие, ока-зывают влияние на ландшафты таежной зоны Западно-Сибирской равнины, но до настоящего времени слабо изучены.Т а б л и ц а 1Гранулометрический состав эоловых отложений по данным 2001-2008 гг.ФракцииСодержание частиц, %1,0-0,25 (песок средний)0,4-9,20,25-0,05 (песок мелкий)6,83-26,90,05-0,01 (пыль крупная)23,1-54,80,01-0,005 (пыль средняя)0,3-17,00,005-0,001 (пыль мелкая)4,0-18,0< 0,001 (ил)8,0-30,4Исследование данного вопроса в течение 1989-2008 гг. показало, что дефляция и аккумуляция оказы-вают существенное влияние на геохимические процес-сы в агроландшафтах таежной зоны: происходит уско-рение природно-техногенной миграции биофильных элементов и гумуса; перераспределение массы эолово-го материала в пределах пашни и прилегающих терри-ториях, аккумуляция химических элементов, в том числе и тяжелых металлов и др.В данной работе рассмотрены два аспекта влияния эоловых процессов на геохимию агроландшафтов и прилегающих к ним территорий - пылевая нагрузка и258содержание химических элементов в мигрирующейлевой нагрузки характерно пространственное измене-массе вещества.ние, обусловленное многими факторами: удаленно-В качестве показателя интенсивности воздействиястью от очага дефляции, микрорельефом, характеромэоловых процессов на природную среду нами рассчи-ее поверхности, структурой и динамикой воздушныхтана пылевая нагрузка на снеговой покров ключевыхпотоков, неравномерным залеганием снежного покро-участков Лучановского стационара (табл. 2). Для пы-ва и др.Таблица 2 Пылевая нагрузка (мг/м2 сут) на снеговой покров опорного профиля Лучановского стационара (на примере ряда лет) за разные отрезки времениТочка отбора пробГоды и период наблюдения 1990 25.03-04.042002 14.04-17.042003 13.03-30.032004 13.03-21.032005 19.03-27.032007 16.03-15.042008 15.04-20.04Сильно-загрязненная эоловая волна73647483310184262386454563306Средне-загрязненная эоловая волна-1703331448951488455229Фоновый участок16559533от 119 до 1235131от 14 до 131123208Лесополоса--65489---Наветренный склон--5-360,3192Кромка кедрача9309-----1597Кедрач164---363376Среднее значение по профилю462334900365989632277132900По величине пылевой нагрузки и концентрации тяжелых металлов в снеговой пыли в соответствии с ориентировочной шкалой аэрогенных очагов загрязнения можно судить о санитарно-гигиеническом состоянии приземного слоя атмосферы и об опасности воздействия аэрогенных выпадений на различные компоненты ландшафтов.По нашим данным, пылевая нагрузка, соответствующая очень высокому уровню загрязнения [9] (> 800 мг/м2сут) наблюдалась в агроландшафтах в годы максимального развития эоловых процессов (2002-2003, 2003-2004 и 2004-2005 гг.).В 10-50 м от очага дефляции (бесснежные участки пашни) по профилю (рис. 1) наблюдаются сильнозаг-рязненные эоловые волны, в которых накапливается до 75 г/м2 в сутки мелкозема. В лесополосе, наветренных склонах сугробов за лесополосой, кедровом лесу пылевая нагрузка соответствует низкому уровню загрязнения - менее 250 мг/м2 сут, что еще раз подтверждает происхождение загрязненных участков снежной по-верхности не антропогенным атмосферным выпадением (в большей степени), а локальным эоловым переносом почвенных частиц внутри агроландшафтов, во время бурь, характерных для весенних месяцев.Эоловые процессы способствуют механической миграции химических элементов. Из очагов дефляции выносятся и перераспределяются по агроландшафтам важнейшие для сельскохозяйственных растений макроэлементы: кальций, магний, азот, фосфор, калий, а также микроэлементы - медь, цинк, барий, ванадий и др. (рис. 1).Содержание перечисленных химических элементов в эоловых отложениях агроландшафтов за годы наблюдений, за исключением 2001 г., достаточно однообразно. Анализируя данные по количественному составу микроэлементов за 2002-2007 гг., нами сделан вывод, что среднее содержание ряда тяжелых металлов в снеге кедрового леса в 1,5-5 раз меньше их количества в снежной толще пашни.очаг дефляциилесополоса¥11000м1, | IРЬ Си Zn Сг Вакедровый лес2005 гад□2007 гадРис. 1. Содержание ряда тяжелых металлов в твердом нерастворимом остатке снега по опорному профилю ключевого участка Лучановского стационара259Ежегодный вынос тяжелых металлов и их аккумуляция в пределах пашни, у кромки леса и дальнейшая транспор-тировка талыми, дождевыми водами приводят к наруше-нию химического и минерального баланса почв, способст-вуют их локальному накоплению не только в почве, но и вповерхностных и грунтовых водах, растениях. При избытке этих элементов в почве снижается продуктивность расте-ний, повышается их содержание в сельскохозяйственной продукции, употребление в пищу которой может вызвать серьезные заболевания животных и человека.ЛИТЕРАТУРА

Скачать электронную версию публикации