Индикация степени засоления аквальных ландшафтов

Засоление пресноводных экосистем, или «синдром засоления пресной воды (Freshwater Salinization Syndrome)», имеет общемировое распространение, ведущее к истощению мировых запасов пресных вод, которых на Земле только 2,5 % (Perera et al., 2024; Maas et al., 2023). Различают первичное и вторичное засоление. Первичное происходило на протяжении всей истории Земли в результате естественного накопления солей, в то время как вторичное засоление может протекать в масштабах десятилетий или даже быстрее в результате антропогенных процессов (Herbert et al., 2015). В данном обзоре анализируются процессы вторичного засоления отдельно и в сочетании с естественными процессами засоления в акваль-ных ландшафтах. Индикаторами засоления в аквальных ландшафтах обычно выступают изменения в соотношении основных ионов

(Na+, Cl", SO42- и другие) в составе воды, которые происходят вследствие поступления неорганических солей различного происхождения (NaCl, Na2SO4, NaHCO3, MgSO4) (Chen et al., 2024).

Среди естественных процессов засоления пресных вод можно выделить несколько основных механизмов. К ним относятся химическое выветривание и эрозия почвы, которые включают в себя процессы испарения и выщелачивания соленых минералов в почвенном профиле. Значительную роль играет перенос солей в речных системах, осуществляемый посредством перемещения наносов, а также атмосферное осаждение, происходящее при выпадении осадков. Особую категорию составляют процессы миграции солей в атмосфере прибрежных морских районов и интрузия соленой воды (Moyono-Salcedo et al., 2025). Существенное влияние оказывают также геологические условия, среди которых можно отметить неглубокое залега-

Работа лицензирована в соответствии с CC BY 4.0. Чтобы просмотреть копию

этой лицензии, посетите

ние соляных пластов и естественную родниковую разгрузку высокоминерализованных вод в речных бассейнах (Ушакова, 2024).

Наибольшее количество солей поступает в водоемы со сточными водами промышленных предприятий (по производству кожи, переработке рыбы, добыче полезных ископаемых, добычи нефти и газа при гидравлическом разрыве пласта, текстильной и бумажной промышленности, фармацевтической промышленности, и отраслях промышленности, основанных на применении рассолов) и сельского хозяйства (Singh et al., 2023; Alam et al., 2022). Средняя минерализация (г/л) сточных вод кожевенных заводов находится в диапазоне 37,8±32, нефтехимического производства – 35±28,4, фармацевтической промышленности – 35,5±17, текстильной промышленности – 7,3±4,5, сельского хозяйства – 5±5,8 (Srivastava et al., 2021). Дополнительным фактором антропогенного засоления пресных вод служит применение противогололедных реагентов на основе хлоридов при обработке автомобильных дорог. В частности, используются такие соединения, как хлорид натрия (NaCl), хлорид кальция (CaCl 2 ), хлорид магния (MgCl 2 ) и хлорид калия (KCl), которые впоследствии могут попадать в водоемы и приводить к повышению их солености (Zhao et al., 2025).

Мировая статистика показывает, что общий объем сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водные объекты, оценивается примерно в 3594×10⁸ m³, из них только 41,4 % поступает на очистные сооружения (Cao et al., 2025). По данным Росводресур-сов, на территории Российской Федерации в 2023 г. в водные объекты поступило 37468,7 млн м³ сточных вод, а наибольший объем сброса вод был зафиксирован в бассейне Каспийского моря (12087,9 млн м³, из них 42 % – загрязненные, 36,7 % – нормативно-очищенные, 27 % – нормативночистые) (О состоянии …, 2023), поэтому бассейны Волго-Камских водохранилищ характеризуются более высоким уровнем водной нагрузки (Georgiadi et al., 2025). Согласно докладу РФ (О состоянии …, 2023), среди основных анионов сточных вод наибольший вклад вносят Cl^– – 5966,4 тыс. т, далее SO 4 ^2– – 1756,3 тыс. т, NO 3 ^– – 379,3 тыс. т, NO 2 ^– – 5421,2 т и F^– – 1239,2 т.

Исследования свидетельствуют о том, что засоление пресных вод не ограничено только полузасушливыми и средиземноморскими регионами, а также наблюдается в холодных и умеренных регионах (Can˜edo-ArguЁelles et al., 2019; Jeppesen et al., 2023). В континентальной части на значительном удалении от морского побережья отмечается поступление высокого содержания хлорид-ионов, обусловленное неглубоким залеганием соляных пластов и естественной родниковой разгрузкой высокоминерализованных вод , в результате чего с XV в. зародился соляной промысел на территории Верхнекамья (Ушакова, Меньшикова, 2024). После открытия Верхнекамского месторождения солей в 1925 г. и организации на его территории горно-химического производства было зафиксировано поступление высоких концентраций хлорид-ионов ( Cl^– ) и катионов натрия ( Na ⁺) как от точечных, так и от диффузных источников загрязнения, к которым относятся: поверхностный сток с промышленных территорий и зон транспортной инфраструктуры, естественная разгрузка высокоминерализованных подземных вод, фильтрационные разгрузки из действующих и законсервированных шламохранилищ и накопителей жидких и твердых отходов, а также поступление рассолов из рассолоподъемных скважин XVI–XIX вв. (Щербинина и др., 2023; Белкин, 2020; Ушакова и др., 2022). В результате природных и техногенных факторов на территории Верхнекамья развиты процессы галогенеза, которые нетипичны для таежных ландшафтов (Хайрулина, 2022).

Территория Верхнекамья относится к гу-мидному геохимическому ландшафту, где за год в среднем выпадает 665 мм атмосферных осадков, а среднегодовое значение температуры воздуха, по данным Пермского ЦГМС, находится на уровне +1,7° С. Во влажном климате катионы и анионы, как правило, выщелачиваются из почвенного профиля и переносятся движением воды в низменные формы рельефа или водоносные горизонты подземных вод (Zinck et al., 2009). В пределах Верхнекамья промывной тип водного режима способствует накоплению легкорастворимых солей, основными макрокомпонентами которых являются хлорид-ионы (Cl-), катионы натрия (Na+) и калия (K+)

Рис. 1. А) Расположение модельного объекта исследования на карте, Б) Устьевая часть р. Чёрной

(Ушакова, 2024). Это проявляется в засолении ландшафтной среды, повышении щелочности водного компонента и увеличении минерализации вод, а также в росте суммы солей в водной вытяжке донных отложений. Данное исследование направлено на изучение индикации галогенных аквальных комплексов, формирующихся на техногенных осадках в условиях бореальной зоны.

Объект исследования

В качестве модельного объекта исследования рассмотрено устье старого русла р. Чёрная, находящееся в зоне выклинивания подпора Камского водохранилища (г. Соликамск, Пермский край) (рис. 1). С 2017 года в устьевую часть р. Чёрной прекращено поступление сбросов сточных вод химических предприятий в связи с реализацией природоохранных мероприятий по отводу сточных вод на механические очистные сооружения. Ранее на протяжении 70 лет осуществлялся активный сброс неочищенных сточных вод до 90-х гг. XX в. с минерализацией до 200 г/л, где сформирована толща тонкодисперсных техногенно-аллювиальных отложений с высоким содержанием Sr, Ni, Co, Mn, Mo, Se, V, Li и с щелочной средой, хлорид-но-натриевым и калиевым составом водной вытяжки, которые перекрыты небольшим терригенным слоем (Ушакова, 2024). Площадь старого русла составляет 33,4 га (из них 21,4 га – техногенный осадок, 12,0 га – естественное восстановление участка старого русла).

Методы исследования

Методы исследования включали обобщение и анализ актуальной информации об индикации засоления аквальных ландшафтов, а также мониторинг участков рек с признаками вторичного засоления на начальной стадии или на посттехногенных участках. Для выявления посттехногенных участков рек, где сформировалась толща техногенно засоленного осадка, необходим комплексный подход, основанный на методах оценки засоления донных отложений и почвеннорастительных комплексов восстанавливаемых территорий в зависимости от уровня вод. В работе использованы результаты последних аналитических и экспериментальных исследований по оценке засоления природных вод, донных отложений, почв, а также растительного и животного мира, проведенных отечественными и зарубежными специалистами.

Обсуждение

Индикаторы засоления аквальных ландшафтов

Стандартными параметрами при геохимической оценке состояния воды, как и в случае засоления, являются три основных показателя: кислотно-щелочные условия (pH), окислительно-восстановительные условия (Eh) и сумма растворенного вещества. Комплексный анализ гидрохимических и изотопных показателей позволяет достоверно определить источники формирования солевого состава речных вод (табл. 1), что имеет существенное значение для последующих научных работ, включая моделирование качества речных вод, разработку стратегий управления и планирование рационального использования водных ресурсов, обеспечивая тем самым получение объективных данных для принятия обоснованных управленческих решений в сфере водопользования (Zaeri et al., 2023).

На сегодняшний день существует более десятка классификаций природных вод по минерализации с использованием различных принципов. Наиболее распространенными являются классификации за авторством О.А. Алекина, М.Г. Валяшко, В.А. Сулина (Широкова, 2013; El-Manharawy et al., 2003). Согласно опубликованным данным, зарубежные авторы для определения уровня солености преимущественно используют три основных метода: измерение общего содержания растворенных твердых веществ, определение процентного состава солей и измерение электропроводности воды (Musie, Gonfa, 2023). В соответствии со стандартом Геологической службы США также используются следующие подходы для классифи- кации вод по содержанию хлорида натрия в воде (табл. 2) (.

При метаморфизации вод используют коэффициенты для идентификации генезиса вод: rNa/rCl, Сl/Br, rNa/(rCa+rMg), (rNa+rMg)/rCa, rCa/rMg, где форма записи «rX» указывает на то, что концентрация какого-либо компонента X выражена в мг-экв/л (Сесь, 2018). Для рассолов отношение rNa/rCl составляет около 0,9-1,0, а rCl/rBr больше 300 свидетельствует о морском генезисе (Никитенко, Ершов, 2021).

Мониторинг засоления аквальных ландшафтов может быть проведен на большей территории с помощью мультиспектральных каналов различных спутниковых снимков, таких как Landsat TM, ETM+, OLI, Sentinel 2 – MSI, MODIS, IRS – LISS 3, LISS 4 и ASTER, и расчета индексов засоления почвы, а полученный результат будет сопоставим с данными о засолении in situ (Mehla et al., 2024; Gao et al., 2025).

На современном этапе известно о 471 спектральном индексе для оценки и мониторинга компонентов окружающей среды (вода и почвенно-растительный покров), которые активно применяются при исследовании почв (Chen et al., 2025).

Таблица 1. Показатели оценки засоления объектов окружающей среды

Природные воды	Донные отложения	Растения
Физические параметры: pH, удельная    электропровод ность (УЭП) Макрокомпоненты: Na+, Ca2+, Cl–, SO 4 2–, Br– Генетические соотношения: rNa/rCl,  (rCl – rNa)/rMg, rCa/rMg Молярное соотношение: Na+/Cl–, Br–/Cl– Микрокомпоненты: B Стабильныe изотопы:  δ2H, δ18O, δ37Cl, δ81Br и соотношение      изотопов 87Sr/86Sr	Физические параметры: pH, УЭП Макрокомпоненты:     Na+, Mg2+, Ca2+, K+, Cl–, SO 4 2-, HCO 3 – и CO 3 2–, а также расчет суммы токсичных солей Коэффициенты:  коэффици ент адсорбции натрия (SAR), процентное содержание обменного натрия (ESP), емкость  катионного  обмена (EKO) Стабильныe изотопы: δ13C org and Sr/Ba,	Наличие галофитных видов Накопление  в  растительной наземной и корневой массе Na+, K+, Cl– и Ca2+ Оценка соотношения K+/Na+ и Ca2+/Na+ Избирательное поглощение K+ и Ca2+ Содержание пролина Общая редуцирующая активность (редокс-активность) Содержание   низкомолекуляр ных протекторов в сухой массе растений (моносахара, сахароза, аскорбиновая кислота)
Спектральные     индексы: NDAI, FUI, FAI, MRI, BOI и т.д.	Спектральные индексы: NDWI, MNDWI, EWI, NWI, WRI, ABWI, MuWI и т.д.

Таблица 2. Классификация вод по степени минерализации (солености) по данным (

Тип воды                NaCl (%) NaCl (мг/л) УЭП (дСм/м)

Пресная                                      <0,1       <1000<0,7

Слабосолоновая                              0,1–0,3    1000–3000    0,7–2–4

Умеренно солоноватая                       0,3–1      3000–100002–10

Сильносолоноватая                          1–3,5      10000–3500010–25

Очень сильносоленая (вода морей и океанов)   >3,5      ∼35000>25

Для оценки качества вод существует большое количество индексов в зависимости от условий проведения работ и поставленных задач при исследовании водного объекта: обширный растительный покров оценивается по NDVI, MNDWI, EWI, NWI, WRI, ABWI, MuWI; широко распространенные искусственные поверхности – TCW, AWEInsh, MBWI; широко распространенные тени – MNDWI, EWI, NWI, WRI, CDWI; обширный снежный покров – NDWI, MBWI; зеленая вода (высокое содержание хлорофилла) – MNDWI, TCW, AWEInsh, аномалии в качестве воды – NDAI, FUI, FAI, MRI, BOI (Zhao et al., 2025; Wei et al., 2024).

Для оценки засоления почв опробованы спектральные индексы: индекс интенсивности (Intensity index), индекс яркости (Brightness index), индекс засоления (Salinity index), вегетационный индекс (Vegetation index) (Панкова и др., 2017). Для степени засоления почв используют широко признанные спектральные показатели, включая 15 индексов засоления и 15 индексов вегетации (например, NDSI, NDSI-reg, NDVI, DVI, EVI, TVI, SAVI и т.д.) (Luo et al., 2025). Учитывая специфику объектов, расположенных в зонах со значительными продольными перепадами уровня воды, необходимо комплексировать спектральные индексы.

На сегодняшний день современные методы оценки засоления донных отложений не проработаны, при этом для определения их качественного состава часто применяются методические подходы, традиционно используемые для исследования почв (Косинова, Соколова, 2015). Методические рекомендации по оценке засоления почв отработаны для засушливых и полузасушливых регионов. При этом процессы засоления, солонце- ватости и ощелачивания почв развиваются даже в условиях влажного климата тайги и смешанных лесов (Еремченко и др., 2019).

Для предотвращения и устранения деградации водных экосистем необходимо контролировать содержание солей (основных ионов) в донных отложениях, используя подходы для почв. Засоленные почвы визуально идентифицируются по белым солевым коркам на поверхности. Они могут формироваться как в дифференцированных почвах, так и в аллювии. Почвы, как и донные отложения, считаются засоленными, когда в них достигают высокого уровня растворимые ионы солей: катионы натрия (Na⁺), магния (Mg²⁺), кальция (Ca²⁺), калия (K⁺) и анионы хлорида (Cl^–), сульфата (SO 4 ^2–), бикарбоната (HCO 3 ^–) и карбоната (CO 3 ^2–).

В большинстве случаев засоление почв определяется при использовании химикоаналитических методов анализа состава водных вытяжек по соотношению анионов, катионов, зависимостью между щелочностью почв и их плодородию, по доле обменного натрия и суммы обменных оснований (Прокопьева, 2023). Соленость существенно влияет на гидравлические свойства почв, поэтому для понимания способности субстрата адсорбировать катионы необходимы результаты размерности частиц и ЕКО (Zhang et al., 2024).

На сегодняшний день существует 3–4 основных международно-признанных подхода по классификации степени засоления почв: Классификация USDA (США) / Ричардса (1954), Классификация ФАО-ЮНЕСКО, Российская (советская) школа и другие национальные системы разных стран (. В настоящее время категорирование отечественными специалистами засоленных почв осуществляется на основании классификации почв в зависимости от химизма засоления по соотношению ионов HCO3–, Ca2+, Mg2+, разработанной Базилевич, Панковой, 1972 (табл. 3).

На основании классификации USDA (США) / Ричардса (1954) засоленность почв оценивается по следующим параметрам: УЭП, ESP, SAR и pH и распределяется по типу засоления (табл. 4) (Paz et al., 2020).

Токсичность соли отрицательно влияет на свойства почвы, включая высокий pH, высокий уровень коэффициента адсорбции натрия (SAR) и процентное содержание обменного натрия (ESP), плохую структуру почвы, а также низкую водопроницаемость.

В том числе важно определение ЕКО при

Показатель удельной электропроводности (УЭП) также является универсальным стандартом засоления, обеспечивающим сопоставимость данных. Высокий уровень УЭП вызывает осмотический стресс у растений, препятствуя водопоглощению.

Высокий SAR провоцирует диспергирование глинистых частиц, ухудшая структуру почвы (снижение водопроницаемости, аэрации, повышение плотности), что критично для растений. ESP – прямой индикатор осо-лонцевания (обычно >15 %).

Обменный натрий, адсорбированный на поверхности глинистых частиц, вызывает их диспергирование и разрушение агрегатов. В отличие от SAR, характеризующего потен- оценке засоленности, поскольку корни растений взаимодействуют с поровой водой, а это влияет на их рост и развитие. SAR (отношение Na⁺ к √((Ca²⁺+Mg²⁺)/2) в почвенном растворе) – ключевой индикатор осолонце-вания, вызванного натрием, одним из наиболее вредных ионов.

циальную опасность натриевого засоления в растворе, ESP измеряет фактически адсорбированный натрий, напрямую отражая текущее состояние физических свойств почвы. SAR и ESP сильно коррелируют: высокий SAR со временем приводит к высокому ESP (Lin, 2014).

Таблица 3. Классификация почв по степени засоления в зависимости от химизма согласно Базилевич, Панковой, 1972

Степень засоления почв	Химизм засоления (по соотношению ионов, ммоль(экв)/100 г почвы)
	Нейтральное засоление (pH<8,5)			Щелочное засоление (pH>8,5)
	Хлоридный, сульфатно-хлоридный	Хлоридно-сульфатный	Сульфатный	Cодовый и содово- хлорид-ный	Сульфатносодовый и содово-сульфатный	Сульфатно-хлоридно-карбонатный
	HCO 3	HCO 3	HCO 3	HCO 3 >Ca+Mg	HCO 3 >Ca+M	HCO 3
Порог токсичности (незасоленные почвы)	< 0,1 <0,05	<0,2 <0,1	<0,3(1,0) <0,15	<0,1 <0,1	<0,15 <0,15	<0,2 <0,15
Слабая	0,1–0,2 0,05–0,12	0,2–0,4(0,6) 0,1–0,25	0,3(1,0)–0,6(1,2) 0,15–0,3	0,1–0,2 0,1–0,15	0,15–0,25 0,15–0,25	0,2–0,4 0,15–0,3
Средняя	0,2–0,4 0,12–0,35	0,4(0,6)–0,6(0,9) 0,25–0,5	0,6(1,2) 0,8(1,5) 0,3–0,6	0,2–0,3 0,15–0,3	0,25–0,4 0,25–0,4	0,4–0,5 0,3–0,5
Сильная	0,4–0,8 0,35–0,7	0,6(0,9)–1,0(1,4) 0,5–1,0	0,8(1,5)–1,5(2,0) 0,6–1,5	0,3–0,5 0,3–0,5	0,4–0,6 0,4–0,6	Не встречается
Очень сильная	>0,8 >0,7	>1,0(1,4) >1,0	>1,5(2,0) >1,5	>0,5 >0,5	>0,6 >0,6	“

Примечание: над чертой – общая сумма солей, под чертой – сумма токсичных солей, %; водная вытяжка 1:5. Цифры в скобках соответствуют степени засоления по сумме солей в гипсоносных почвах, содержащих более 1 % CaSO 4 •2H 2 O.

Таблица 4. Критерии классификации засоленных и солонцовых почв по ван Беку и Тоту (2012), Ричардсу (1954)

Классификация почв	EC e	SAR	ESP	pH
	дСм∙m-1	(mmol c ·L-1)0.5	%
Незасоленная и несолонцовая	<4	<13	<15	<8,5
Засоленно-солонцовая	≥4	≥13	≥15	≤8,5
Засоленная	≥4	<13	<15	<8,5
Солонцовая	<4	≥13	≥15	>8,5

Для оценки засоления почв используют также и молодое активно развивающееся направление по математическому моделированию почвенных процессов с использованием таких моделей, как ROMUL, DAISY, RothC, BASFOE (Сайранова и др., 2023). Метод математического моделирования почвенных характеристик может служить индикатором засоленности и щелочности почв с помощью спектрометрии в различных спектральных диапазонах (средний ИК, vis-NIR) (Lotfollahi et al., 2023). C помощью нейронной сети, включая спутниковые снимки и гео-морфометрические параметры, можно оценить пространственное засоление почв с использованием различий в землепользовании, градиенте уклона, а также режиме влажности и температуры (Marvi et al., 2025). Как правило, исследования почвенных профилей позволяют провести классификацию и маркировку почв с использованием геофизических методов (электромагнитные (индукционные) методы, метод вертикального электрического зондирования и метод электрической томографии (Daliakopoulos et al., 2016).

Для оценки палеосолености в донных отложениях используют соотношение Sr/Ba как индикатор солености, поскольку континентальные осадки обычно обогащены Ba и бедны Sr по сравнению с морскими осадками и наоборот, как стабильные изотопы углерода (δ¹³C орг. ) и соотношение C/N органического углерода для определения солености (Dashtgard et al., 2022). Стабильные изотопы δ³⁵Cl и δ³⁷Cl могут дать дополнительные факторы поступления хлорид-иона в окружающую среду, характеризуя океаническую кору, месторождения галита или поровые жидкости океанических осадков (Agrini-er et al., 2023).

Наличие галофитных видов во флоре является маркером при запуске процессов засоления в растительных сообществах. Галофиты служат индикаторами степени засоленности среды обитания, что делает их ценными для мониторинга уровня засоленности (Inelova et al., 2024). Для оценки уровня засоленности в растениях также используют химико-аналитические методы исследования. В растительной массе методом пламенной фотометрии можно определять ионы Na+ и K+, методом меркурометрии – Cl–, по Bates et al. – пролин, по методу Пета (в модификации Прокошева) – аскорбиновую кислоту, по Бертрану – сахара (Боталова и др., 2015).

Результаты исследования (Боталова и др., 2015) показали различия в способности растений накапливать ионы Na+, K+, Cl– в листьях и корнях. Триостренник как галофит накапливал максимум Na+ и Cl– в листьях, что связано с его способностью поддерживать водный потенциал. В исследовании (Еремченко, Четина, 2022) выявлено, что на кислых и щелочных почвах ухудшается рост злаков и уменьшается площадь листа. В засоленных условиях растения накапливают больше Na+, K+, Ca2+, при этом снижается соотношение K+/Na+ и Ca2+/Na+, а избирательное поглощение K+ и Ca2+ – это адаптивная реакция на засоление.

В целом галофиты можно разделить на три типа: эугалофиты, псевдогалофиты, ре-кретогалофиты. Эугалофиты, такие как Suaeda salsa и Kalidium foliatum, могут растворять любую поглощенную соль в своих листьях, в то время как псевдогалофиты избегают поглощения соли или сбрасывают листья, которые содержат токсичные уровни соли. Рекретогалофиты, с другой стороны, могут вытеснять избыток соли, поглощенной через солевые пузыри и солевые железы, например Limonium bicolor и Reaumuria songarica (Jin et al., 2024).

Растения, приспособленные к высокой солености, могут расти и в условиях высокой щелочности, при этом можно выделить две группы: «Группа солевых» (галофиты и га-лотолерантные виды) и «Группа содовых» (алкалофиты и алкалотолерантные виды). В щелочной среде разнообразие растений больше. Индикаторы щелочно-содовых местообитаний: астра трехтычинковая ( Aster tripolium ), пушица, или овсяница приморская ( Puccinellia limosa ), сведа паннонская ( Suaeda pannonica ). Индикаторы не щелочных соленых местообитаний: ситник приморский ( Juncus maritimus ), солерос распростёртый ( Salicornia prostrata ), сведа соленая ( Suaeda sals a) (рис. 2) (Inelova et al., 2024).

Высокая щелочность при низкой солености (Alter tripolium, Puccinellia limoso, Suaeda pannonica)

S'

Пресноводные (гликофиты)

Щелочность и соленость (18 видов)

Высокая соленость при низкой щелочности

(Juncus maritimus, Salicornia prostrata, Suaeda salsa)

Соленость

Рис. 2. Схема представления различных химических стрессов (щелочности и солености) для сосудистых растений в засоленных экосистемах по (Inelova et al., 2024)

Осадконакопление в переходных зонах

Вопросы осадконакопления в переходных зонах при смешении пресных и минерализованных вод (река – море, река – стоки), где происходит выпадение новообразованных фаз (геохимический барьер), остаются актуальными во всем мире (Герасюк, Бердников, 2021). Смешивание солевого раствора и пресной воды является процессом рассеивания энергии, где аллювиальные устьевые зоны – это системы, которые могут свободно регулировать процессы рассеивания в соответствии с источниками энергии (Zhang, Savenije, 2018).

Модельный объект настоящего исследования – устьевая часть р. Чёрной, представляющая наибольший интерес как барьерная зона сток – река, поскольку выделяется три взаимосвязанных аспекта: геохимический (характеризуется процессами осаждения и трансформации вещества при смешивании пресных и соленых вод), гидродинамический (проявляется в снижении скорости течения при достижении дном уровня базиса эрозии) и биогеохимический аспект, что позволяет всесторонне оценить роль данной территории как переходного участка между речной и морской экосистемой (Лычагин и др., 2011). При смешивании соленых и пресных вод в устье рек необходимо оконтурить сильно стратифицированный соляной клин, сформированный во время низкого стока, который может выходить из устья реки (Arevalo et al., 2022).

Фактически устьевая часть р. Чёрной располагается в зоне выклинивания подпора, которая характеризуется значительными продольными перепадами уровней воды, особенно в период прохождения максимальных уровней при наполнении водохранилища. Вследствие этого данный участок имеет сходство с водно-болотными территориями, обладающими аккумулятивным типом миграции. Значительные перепады уровней приводят к сезонному перекрытию техногенных осадков терригенным материалом в устьевой части (рис. 3). Как следствие, гидродинамика оказывает влияние как на границу раздела осадков и воды, так и на гранулометрический состав поверхностных отложений (Du et al., 2022).

Рис. 3. Неоднородный осадок в устье р. Чёрной

Комплексные исследования донных отложений также включают анализ химического состава поровых вод как эффективный диагностический инструмент для интерпретации физико-химических процессов взаимодействия в системе вода-порода с использованием термодинамического моделирования, например с помощью ПК «Селектор» (Казак, Шиндина, 2025; Барановская и др., 2024). Современные исследования в геохимии рассматривают гранулометрический состав терригенного материала как фактор, определяющий поступление кислорода в верхние слои осадков, что влияет на характеристики поровых вод и донных отложений (Гуров и др., 2023). Минерализацию и химический состав поровых вод слабопроницаемых образцов определяют с использованием прямых или косвенных современных лабораторных методов извлечения поровых вод (центрифугирование, отсасывание (ризоны), опрессовывание (отжатие), водные вытяжки) (Казак, Шиндина, 2025).

Донные отложения

На территории Верхнекамья встречается природный и техногенный галогенез, который в природных условиях свойственен для аридных и субаридных территорий. В ак-вальных ландшафтах галогенез проявляется в местах разгрузки высокоминерализованных хлоридно-натриевых подземных вод, родников, вод из старых рассолоподъемных скважин или поступления дренажных стоков от объектов накопленного вреда, а также сбросов сточных вод. В аквальных ландшафтах имеется латеральная миграция (трансак-вальный→аккумулятивный). В результате солевой нагрузки разного генезиса трансак-вальные ландшафты характеризуются низкопродуктивными слабощелочными и щелочными сильносолоноватыми кислородносероводородные хлоридно-натриевыми условиями, а в супераквальных зонах – солончаковыми условиями (Хайрулина, 2022).

При проникновении соленой воды в поровые пространства донных отложений происходит накопление солей, которые в течение длительного времени могут служить источниками повышенной минерализации водной системы (Tackley et al., 2025). В переходной зоне донные отложения подобных систем способны выступать источником вторичного засоления при изменении физико-химических условий. Такие изменения обусловлены воздействием гидрологических, климатических и техногенных факторов, что, в свою очередь, приводит к трансформации геохимической подвижности всех элементов на исследуемом участке (Гордеев, 2009). Поровые воды донных отложений становятся высокоминерализованными, что влияет на геохимические циклы и биотические сообщества.

В технопедокомплексах Верхнекамья на древнеаллювиальных песках и супесях представлены серогумусовые почвы легкого и тяжелого состава (включая глееватые и оста-точно-карбонатные), серогумусовые солончаковые почвы и солончаки вторичные хло-ридно-натриево-калиевого и сульфатно-хлоридно-кальциево-натриевого состава (Еремченко и др., 2017). На аллювиальных породах под влиянием подотвальных и рассолоподъемных вод формируются гумусовые и перегнойно-глеевые почвы, глееземы, солончаковатые и солончаковые аналоги, а также солончаки вторичные хлоридно-кальциево-магниево-натриевого и сульфат-но-хлоридно-натриево-кальциевого состава. Однако во всех типах технопедокомплексах наблюдается развитие засоления до уровня солончаковости, при этом преобладающий тип засоления характеризуется хлоридным и сульфатно-хлоридным составом по анионам, а по катионам – натриевым, калиево-натриевым и кальциево-магниево-натриевым составом (Еремченко и др., 2017).

Растительность

В настоящее время действие засоления проявляется в нехарактерных природных условиях, когда в окружающую среду под влиянием антропогенной деятельности в обилии поступают легкорастворимые минеральные вещества. Токсическое действие солей испытывают растения, не имеющие генетически детерминированных механизмов солеустойчивости. В таежно-лесной зоне Пермского края, на территории Верхнека-мья, произошло масштабное накопление отходов, преимущественно содержащих хлориды натрия, калия и магния, обусловленное разработкой месторождения. Это привело к развитию процесса техногенного засоления почв и водных объектов, что, в свою очередь, вызвало существенные изменения в структуре растительных сообществ. В результате произошло замещение исходных видов флоры солеустойчивыми адвентивными растениями (Боталова и др., 2015).

На загрязненных участках формируются специфические растительные группировки, в которых преобладают галофиты и рудеральные виды (Шишконакова, 2017). На территории Верхнекамья на участках почвенного засоления (пойма р. Лёнвы) встречаются луговые растительные сообщества с небольшой долей галофильных трав ( Calamagrostis epigejos, Festuca rubra, Typha latifolia L. ) и галофиты ( Atriplex prostrata, Puccinellia hauptiana, Spercularia salina ), а также среди солеустойчивой флоры были обнаружены Puccinellia distans (Jacq.) Parl ., Lactuca ta-tarica (L.) C.A. Mey ., Chenopodium glaucum L ., Atriplex patula L ., Triglochin maritimum L. (Ushakova et al., 2023).

Растения без генетической устойчивости к солям испытывают токсическое воздействие, однако многие виды адаптировались, накапливая низкомолекулярные соединения (углеводы, аскорбиновую кислоту, пролин), которые защищают их от обезвоживания при засолении (Боталова и др., 2015). Например, в растениях фасоли хлорид-ион избирательно накапливается в межклетниках и клетках ксилемы стебля и корня, губчатой паренхиме листьев (особенно в бесхлоропластных участках вокруг центральной жилки), при этом наибольшая концентрация элемента отмечается в верхних частях и по краям листьев, провоцируя развитие некрозов (Ива-ничев, 2019). Также результатом избыточного содержания ионов натрия и хлора в почвенном растворе является их успешная конкуренция при поступлении в клетки растения с ионами К+, Са2+ и Mg2+, что вызывает метаболический стресс и ведет к угнетению роста, нарушению работы устьичного аппарата и гибели растения (Seemann, Critchley, 1985).

Водное биологическое разнообразие

Засоление речных вод приводит к снижению видового разнообразия водных орга- низмов по мере увеличения солености. При концентрации хлорид-ионов до 6 г/л происходит существенное негативное воздействие на водную фауну, что вызывает биологическую деградацию экосистемы (Ushakova et al., 2023). Экспериментальные исследования показали, что предельная толерантность сеголеток окуня к засолению составляет 8 г/л по общей минерализации. При повышении температуры воды этот порог снижается до 5,3 г/л, что свидетельствует об усилении негативного влияния засоления на молодь рыб в условиях теплового стресса (Михеев и др., 2023).

При этом в результате двухлетних наблюдений выявлено, что в весенне-летний период наблюдаются постоянные заходы некоторых видов рыб (елец и ерш обыкновенный) в поисках кормовых объектов на р. Волим (МО «Город Березники», Пермский край) с минерализацией воды свыше 10 г/л (Шадрина и др., 2024). Также в р. Лёнве и р. Толыч отсутствовали судак и чехонь, что может свидетельствовать об их низкой толерантности к анализируемым типам загрязнения (Мурзырев и др., 2024). При техногенном засолении наблюдается существенная трансформация сообществ макрозообентоса. В частности, в р. Толыч выявлено доминирование семейства Tubificidae, представители которого характеризуются высокой устойчивостью к загрязнению. При этом группы гидробионтов, чувствительных к качеству воды, в данном водоеме полностью отсутствуют (Ushakova et al., 2023). В водорослево-цианобактериальных сообществах р. Волим зафиксирован эффект временной задержки в реакции на повышение уровня минерализации воды. Установлена прямая зависимость биомассы альгоценозов от степени минерализации водных масс на исследуемом участке водоема (Мартыненко и др., 2017). По результатам исследования выявлено, что при оценке засоления бореальных пресноводных экосистем рекомендуется использовать комплексный подход (сравнение абиотических и биотических индексов) (Mikheev et al., 2025).

Согласно современным исследованиям (Brettschneider et al., 2023), для эффективного противодействия процессам засоления необходимы масштабные восстановительные ме- роприятия. В связи с этим для оценки степени засоления аквальных ландшафтов рекомендуется применять комплексные методики исследования с использованием нестандартных параметров оценки. Данные исследования должны проводиться в единой системе «вода – донные отложения – почвы – растительность» с обязательным учетом показателей видового разнообразия. Такой комплексный подход позволяет получить наиболее полную картину состояния экосистемы и разработать эффективные меры по ее восстановлению.

Заключение

В рамках проведенного исследования установлено, что для модельного объекта необходимо использовать комплексный подход по оценке степени засоления аквальных ландшафтов, принимая во внимание гидрологические условия. Также желательно применение методов ДЗЗ с помощью мультис-пектральных каналов различных спутниковых снимков и расчетов таких индексов: индекс интенсивности (Intensity index), индекс яркости (Brightness index), индекс засоления (Salinity index), вегетационный индекс (Vegetation index), что позволит определить участки засоления. Для индикации степени засоления вод необходимо использовать физико-химические параметры на основании содержания основных ионов и изотопного состава, их коэффициентов соотношения для установления генезиса и типа вод, а также физико-химическое моделирование гидрохимических процессов в системе «донные отложения – вода» с учетом техногенного загрязнения.

Анализируя подходы оценки засоления вод, почв и растений можно выделить три метода идентификации: визуальная, химикоаналитическая, применение дистанционных методов, в том числе использование геофизических методов. Для идентификации засоления донных отложений часто реализуемым подходом для оценки их качества становятся почвы, поэтому засоленность донных отложений можно оценивать по следующим параметрам: pH, удельная электропроводность (УЭП), процентное содержание обменного натрия (ESP), коэффициент адсорбции натрия (SAR), емкость катионного обмена (ЕКО).

Для идентификации запуска процессов засоления в растительных сообществах опираются на наличие галофитных видов. Они являются маркерными индикаторами степени засоленности среды обитания, что делает их ценными для мониторинга. Для оценки уровня засоленности в растениях также используют химико-аналитические методы исследования. Так, в растительной массе методом пламенной фотометрии можно определять ионы Na+ и K+, методом меркурометрии – Cl–.

Исследование выполнено при поддержке Пермского края, соглашение № С-26/1872.