Галогенез почв Приольхонья и о. Ольхон

Зверева Н. А., Хадеева Е. Р. Галогенез почв Приольхонья и о. Ольхон // Вестник Бурятского государственного университета. Биология, география. 2019. № 1. С. 13–21.

В Тажеранской степи Приольхонья и на о. Ольхон распространены реликтовые минеральные бессточные озера в контурах мезо-кайнозойских «пулл-апарт» структурах тектонического образования, которые определяют режим питания озер (Склярова, 2004). На химический состав вод озер оказывает влияние процесса эвапоритизации. Вследствие уменьшения зеркала воды происходит концентрация и осаждение солей, и изменение компонентного состава почв береговой линии (Дзюба и др., 2003).

В последнее десятилетие отмечается уменьшение площадей зеркала озер и увеличение площадей засоленных почв. На поверхности этих территорий аккумулируются соли, переносящиеся в процессе импульверизации на значительные расстояния (Максимова и др., 2017).

Немногочисленные сведения о засоленных почвах определили цель работы – изучить их физико-химические свойства и дать классификацию по степени засоления.

Объекты и методы. Район исследования находится в горно-котловинной провинции Приольхонья и низкогорного округа о. Ольхон (рис. 1). Рельеф региона характеризуется значительной расчлененностью при относительно небольших колебаниях высот и выражен ярусностью (Лопатин, Сковитина, 2008).

Рис. 1. Районы исследования засоленных почв

На большей части Приольхонья почвообразующие породы представлены элювиально-делювиальными пролювиальными продуктами выветривания кристаллических пород, особенностью которых является маломощность, грубость механического и пестрота петрографического составов, вызванных неоднородностью коренных отложений и их сильной дислокацией. На о. Ольхон почвообразующие породы представлены в основном продуктами выветривания метаморфических и изверженных пород: граниты, диориты, кварц-порфириты, фрагментарно – пестрые кайнозойские отложения, сложенные зелеными озерными глинами и светло-серыми песками (Максимова и др., 2017; Мартынов, 1965).

Климат региона отличается недостаточным атмосферным увлажнением, высокой солнечной активностью, частыми ветрами. Растительный покров Приольхонья очень разнообразен, флористический состав степных сообществ представляют в основном типчаково-тонконоговые, мятликово-типчаковые, вострецово-типчаковые, ковыльно-житняковые сообщества. На выходах коренных пород встречаются типчаково-тимьяновые степные группировки, а в межгривных понижениях и по днищам падей – комплексы полынно-типчаково-вострецовых и ковыльно-житняковых степей, заросли чия блестящего, участки галофитных степей. Особое эколого-ценотическое положение занимает растительность подвижных песков о. Ольхон, где господствуют псаммофиты (Атлас Байкала, 1993; Атлас. Иркутская область…, 2004).

Почвенный покров района характеризуется большим разнообразием, как по составу почв, так и по особенностям их строения. На территории исследования выделяются следующие типы почв: горные мерзлотные таежные, горно-тундровые, горные подзолистые, горные дерновые лесные, дерново-слабоподзолистые, дерново-карбонатные, дерновые лесные железистые, луговые, лугово-болотные, каштановые и солончаки (Почвенная карта, 1988).

Объектом детального изучения послужили засоленные почвы около высыхающих озер Приольхонья (от окрестностей пос. Еланцы до пос. Черноруд) и на о. Ольхон (рис. 1).

Озеро Гизги-Нур занимает самое северное положение в цепочке озер, расположено в пади Борсойский Тажеран (рис. 2).

Рис. 2. Изменение береговой линии Тажеранских озер за периоды 2010 – 2017 гг.

Гизги-Нур

В озёрной депрессии, имеющей ровную поверхность, распространены солончаковые почвы с выраженным карбонатным горизонтом. Другой вид солонцов — солончаковатые солонцы (влажные солонцы), встречаются по краям озёрных впадин и микропонижениях.

Озеро Гизги-Нур в Приольхонье имеет тектонические происхождение. В результате высыхания около озера сформировались засоленные почвы, ставшие объектом нашего исследования.

Рис. 3. Изменение площади озера Шара-Нур (о. Ольхон) за 2010 – 2017 гг.

Вопросу образования засоленных почв Приольхонья и о. Ольхон посвящены работы В.П. Мартынова, И.В. Николаева, О.Г. Лопатовской и др. (Мартынов, 1965; Николаев, 1949; Лопатовская. 2018; Черноусенко и др., 2006).

Почвенно-геохимический метод (метод линейной катены) позволил изучить химические процессы почвообразования во времени и пространстве, воссоздавая картину движения, дифференциации и аккумуляции продуктов почвообразования в ландшафтах. Морфологический метод, принятый в почвоведении, явился эффективным способом познания свойств почвы по внешним признакам: окраске, структуре, сложению, новообразованиям, глубине и последовательности залегания горизонтов. Лабораторно-экспериментальный метод позволил охарактеризовать физические и химические свойства почв (Агрофизические… , 1966; Агрохимические… , 1975; Аринушкина, 1970; Воробьева, 2006).

Математические методы включают статистическую обработку данных результатов анализов с использованием программы EXСEL.

Результаты и обсуждение. Результаты физико-химических исследований засоленных почв позволили выявить закономерности в свойствах почв, а также особенности физико-химического состава. В процессе исследования были заложены 2 катены: катена № 1 была заложена около оз. Гизги-Нур (Приольхонье); катена № 2 — у оз. Шара-Нур (о. Ольхон).

Катена № 1 представлена 3 разрезами, заложенными от вершины приозерной возвышенности до самого уреза оз. Гизги-Нур.

Разрез № 1 (ГН-1) заложен на вершине приозерной возвышенности. В гранулометрическом составе преобладает фракция крупной пыли, которая увеличивается от 38 % до 61 % с глубиной. Верхний горизонт представлен легким суглинком, который в нижнем горизонте (50 – 60 см) сменяется на тяжелый суглинок. Реакция среды увеличивается вниз по профилю от 7,5 до 8,8 ед. рН. Степень солонцеватости увеличивается с глубины 40 см и к 60 см достигает 9,7%, при этом отслеживается резкий скачок карбонатов до 2,9 %. Слабое засоление наблюдается только в нижнем слое. Тип почвы: AJ–BMK–CAT, ствол — постлитогенные, отдел – аккумулятивно-карбонатные малогумусовые, тип — каштановая типичная.

Разрез № 2 (ГН-2) заложен на средней части склона. В профиле преобладают фракции крупной пыли 35% и 19 – 24 % крупного песка в первых 40 см профиля. В нижнем горизонте (40 – 70 см) содержание их выравнивается и составляет по 30%. По гранулометрическому составу почва относится к супеси. Кислотность почвы увеличивается от 7,5 до 8,8 ед. рН вниз по профилю. Возрастает содержание карбонатов от 0,3% в верхней части профиля, а на глубине 50 – 60 см их количество составляет 1,5%. Наблюдается резкий скачок степени солонцеватости до 6 % с глубины 20 см, где выявлено слабое засоление. Тип почвы: AJ–BMK–CAT , отдел – аккумулятивно-карбонатные малогумусовые, тип – каштановая типичная.

Разрез № 3 (ГН-3) – берег озера. Профиль по гранулометрическому составу неоднородный, верхний горизонт представлен средним суглинком, в нижних горизонтах идет облегчение до супеси. Сильнощелочная реакция среды 10,0 ед. рН снижается к нижнему горизонту до 8,0. Верхние 10 см по степени засоления определены как солончак с содовым типом засоления. Сумма токсичных солей практически полностью доминирует над нетоксичными и составляет 2,5 % от массы почвы (таблица). Ниже по профилю содержание токсичных и нетоксичных солей заметно выравнивается и степень засоления сменяется от среднезасоленной на слабозасоленную, химизм засоления переходит к содово-сульфатному. Тип почвы: S–SS–Gs , ствол – постлитогенный, отдел – галоморфные почвы, тип – солончак соровый.

На о. Ольхон катена, представленная 3 разрезами, расположена в межгорном понижении, около оз. Шара-Нур.

Разрез № 4 (ШН-1) заложен на средней части склона межгорного понижения у опушки леса. По всему профилю преобладает фракция крупного песка, которая составляет 45% в верхнем горизонте, в нижнем горизонте – 36%. По гранулометрическому составу почва меняется с глубиной от супесчаной до среднесуглинистой. Реакция почвы изменяется от 7,2 до 9,4 ед. рН вниз по профилю. По степени засоления почва незасоленная. Сумма токсичных солей очень мала и варьируется по профилю от 0,006 до 0,02%. Степень солонцеватости по всему профилю находится в пределах – 0,15 – 0,25%. Тип почвы: AY–AEL–BELBM–C , отдел – текстурно-дифференцированные, тип – серые, подтип – типичные.

Разрез № 5 (ШН-2) заложен в приозерном понижении. Образцы отбирались через 10 см, так как почвенный профиль неоднородный. Верхние горизонты представлены средним суглинком, в нижних горизонтах идет облегчение гранулометрического состава до связного песка, а затем, в горизонтах ниже 50 см сменяется тяжелым суглинком. Причиной этому послужило, вероятнее всего, влияние волноприбойной деятельности озера. Величина pH почвы плавно увеличивается вниз по профилю от слабощелочной (7,9) в верхнем горизонте до щелочной (8,5) в нижних. Химизм засоления почвы содово-сульфатный, степень засоления вниз по профилю изменяется от среднезасоленной до незасоленной. Тип почвы: S[AU]-Gs-Cml,s,g, отдел — галоморфные, тип — солончаки темные сульфидный гидроморфный, подтип — омергеленные.

Разрез № 6 (ШН-3) заложен на дне высохшего озера. Гранулометрический состав верхнего горизонта почвы относится к легкой глине, к нижнему горизонту облегчается до тяжелого суглинка. Сильнощелочная реакция среды уменьшается к нижним горизонтам и изменяется от 10,0, до 8,6 ед. рН. Распределение солей водной вытяжки и степень солонцеватости имеет максимальное значение в верхнем горизонте. Токсичные соли доминируют над нетоксичными по всему профилю. В данном разрезе наблюдается смена химизма засоления по катионному составу на калиево-натриевый, что указывает на особое образование и генезис оз. Шара-Нур. Тип почвы: S–SS–SSg–GS , отдел – галоморфные, тип – солончаки сульфидные гидроморфные, подтип – типичный.

В таблице представлены данные по степени засоления и химизму засоления почв по Базилевич-Панковой (Панкова, Базилевич, 1970).

Таблица

Химизм засоленных почв озер Гизги-Нур и Шара-Нур

№ разреза	Глубина, см	Сумма токсичных солей, %	Классификация почвы по Базилевич-Панковой (Панкова, 1970)		Σнетокс, %	Σтокс, %
			Степень засоления	Химизм засоления
	0-10	0,02	незасолённая	ГК-С-М-Кц	62	38
	10-20	0,01	незасолённая	ГК-С-М-Кц	53	47
1	20-30	0,01	незасолённая	С-ГК-Кц-Н	48	52
(ГН-1)	30-40	0,02	незасолённая	Х-ГК-Кц-Н	25	75
	40-50	0,12	слабозасоленная	ГК-Х-М-Н	44	56
	50-60	0,17	слабозасоленная	С-Х-М-Н	31	69
	0-10	0,01	незасолённая	ГК-С-М-Кц	31	69
	10-20	0,01	незасолённая	С-ГК-М-Кц	62	38
2 (ГН-2)	20-30	0,13	слабозасоленная	ГК-С-Кц-М	56	44
	30-40	0,08	слабозасоленная	ГК(+Кр)-С-М-Н	35	65
	40-50	0,10	слабозасоленная	С- ГК(+Кр)-М-Н	26	74
	50-60	0,09	слабозасоленная	ГК(+Кр)-М-Н	17	83
	60-70	0,07	слабозасоленная	ГК(+Кр)-М-Н	19	82
	0-10	2,50	солончак	ГК(+Кр)-С-М-Н	3	97
	10-20	0,28	среднезасоленная	ГК(+Кр)-С-	15	85
3	20-30	0,20	слабозасоленная	Кц-Н	23	77
(ГН-3)	30-40	0,10	слабозасоленная	ГК-С-Кц-Н	27	73
	40-50	0,07	слабозасоленная	ГК-С-Кц-Н ГК-С-Кц-Н	62	38
	0-10	0,024	незасолённая	ГК-С-М-Кц	42	58
4	10-20	0,01	незасолённая	С-ГК-М-Кц	64	36
(ШН-1)	20-30	0,01	незасолённая	С-ГК-М-Кц	70	30
	30-40	0,01	незасолённая	С-ГК-М-Кц	7	93

0-10 0,38 среднезасоленная ГК-С-М-Кц 44 56 10-20 0,11 слабозасоленная ГК-С-М-Кц 50 50 20-30 0,01 незасолённая ГК-С-М-Кц 70 30 5 30-40 0,02 незасолённая ГК-С-М-Кц 60 40 (ШН-2) 40-50 0,02 незасолённая ГК-С-М-Кц 67 33 50-60 0,02 незасолённая ГК-С-М-Кц 14 86 60-70 0,02 незасолённая ГК-С-М-Кц 64 36 70-80 0,02 незасолённая ГК-С-М-Кц 64 36 0-10 3,72 солончак С-ГК(+Кр)-К-Н 15 85 6 10-20 0,48 сильнозасоленная ГК-С-К-Н 26 74 (ШН-3) 20-30 0,34 сильнозасоленная ГК-С-К-Н 20 80 30-40 0,13 слабозасоленная ГК-С-К-Н 28 72 где ГК — гидрокарбонат; Кр — карбонат; С — сульфат; Х — хлорид; Кц — кальций; М — магний; К — калий; Н — натрий-ионы.

Заключение

Таким образом, в результате маршрутных и лабораторных работ выявлено, что основную часть территории около озер в Тажеранской степи занимают каштановые почвы и солончаки, вблизи оз. Шара-Нур – серые лесные почвы и солончаки. Почвы относятся к выпотному типу водного режима, где величина испарения превышает сумму атмосферных осадков. Их формирование связано преимущественно со следующими факторами: приуроченность к Байкальской рифтовой зоне; богатство солями почвообразующих пород; артезианский вынос солей; аридный климат с высокой солнечной радиацией; эоловый перенос материала; высыхание минеральных озер, в результате чего увеличиваются прибрежные территории засоленных почв; различный генезис озер Приольхонья и на Ольхоне.

Гранулометрический состав почв изменяется от супесчаного до среднесуглинистого, иногда со щебенкой и делювиальными отложениями. Во фракциях гранулометрического состава засоленных почв Приольхонья доминирует средний и мелкий песок, на Ольхоне – крупный, средний песок и ил. Реакция почвенного раствора варьирует от 7,2 до 10 ед. рН, в то время как содержание легкорастворимых токсичных солей увеличивается с приближением к берегу, соответственно увеличивается и степень засоления – от незасоленных до солончаков. Максимальное содержание токсичных солей приходится на верхние горизонты солончаков.

В результате исследования трансект-катен можно сказать, что по химизму засоления почвы в Приольхонье относятся к содово-сульфатно магниево-натриевому, на о. Ольхон – сульфатно-содово калиево-натриевому.

Гумусовый горизонт засоленных почв отличается повышенным уплотнением за счет содержания обменных натрия и магния, которые обуславливают неблагоприятные физические и химические свойства. Почвы береговых линий и дна озер характеризуются высоким содержанием легкорастворимых токсичных солей.