Soil cover transformation after the laying of a high-voltage power line

Учитывая современные масштабы и темпы воздействия человека на почвы, проблема оценки почвенного покрова (ПП) антропогенно-преобразованных территорий приобретает особую актуальность. Вся территория Ленинградской области густо пронизана сетью ЛЭП, общая протяженность которой составляет почти 13 300 км (Схема …, 2021) . Каждый этап технологического процесса прокладки высоковольтных линий через лесные массивы влияет на почвы и ПП.

В литературе достаточно хорошо освещены вопросы, связанные с изменениями почв под влиянием вырубок (Бобкова, 2012; Бурова, 2007; Герасимова, 2008; Дымов, 2016; Карпачевский и др., 1986; Лаптева, 2015; Тощева, 1983 и др.). Встречаются работы, рассматривающие влияние ЛЭП на отдельные компоненты почв (Богородская, 2017; Захарченко, 2014; Сарокваша, 2006; Щербаков, 2013) . Работ, посвященных оценке изменений почвенного покрова под ЛЭП, – единицы (Захарченко, 2000, 2016) .

Перед строительством ЛЭП осуществляют вырубку просеки, проводят расчистку трассы от древесины, сооружают временные дороги, полигоны для разгрузки и сборки опор, через обводненные участки прокладывают лежневые дороги. Многообразие типов воздействий на ПП обуславливает разнообразие антропоген- но-измененных естественных почв. Тяжелой техникой уплотняются, срезаются, перемешиваются маломощные поверхностные органогенные и органоминеральные горизонты лесных почв. Помимо этого, в результате антропогенного воздействия извлекаются и экспонируются на поверхность минеральные горизонты почв и материал почвообразующих пород. Под толщей насыпного или складированного материала естественные почвы становятся погребенными. Также на территории строительства ЛЭП появляются непочвенные образования (НПО). Это приводит к уменьшению доли эффективно функционирующей поверхности и снижению качества выполняемых ПП экологических функций (Добровольский, 2012; Карпаческий, 2005).

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Для изучения почв и ПП территории под высоковольтной линией электропередач в лесной зоне был выбран участок свеже-вырубленой просеки в восточной части Ленинградской области, в Тихвинском районе, между населенными пунктами Каливец и Новая Усть-Капша.

На космо- (рис. 1) и аэрофотоснимках (рис. 2) территория высоковольтной ЛЭП дешифровалась как светло-зеленая полоса с ровными границами на фоне темно-зеленого леса.

Рис. 2 . Аэрофотоснимок территории ЛЭП (DJI Mavic mini).

Fig. 2. Aerial photograph of the power line territory (DJI Mavic mini).

Ландшафт территории относится к озерно-ледниковому равнинному (Атлас …, 2022) . Почвообразующими породами участка являются озерно-ледниковые пески и супеси. Относительный перепад высот до антропогенного воздействия составлял 4 м, после – 6 м. Естественная растительность прилегающих к участку территорий представлена елово-сосновым лесом на возвышенной части, сосново-еловым на склонах и сосново-еловым с примесью березы в выровненной пониженной части.

Размер исследуемого участка – 100 × 500 м. Он включает в себя вырубленную для целей возведения ЛЭП просеку и небольшие ареалы естественного леса по краям от нее. В соответствии с действующим Лесным кодексом РФ, произведенная вырубка относится к рубкам главного пользования, типу сплошных, подтипу узколесосечных (Лесной кодекс …, 2006) . При сплошной рубке весь древостой на лесосеке вырубается в один прием. Узколесосечная рубка – рубка, при которой ширина лесосеки не превышает 100 м.

На момент обследования, помимо произведенной рубки, на участке были организованы места штабелевки древесины, заложены противопожарные минерализованные полосы ^I (барьер от распространения огня по поверхности почвы в условиях низового пожара), установлена опора ЛЭП, по заболоченному участку проложена лежневая дорога (рис. 3).

На участке заложено 10 опорных почвенных разрезов, а также полуямы и прикопки, проведена аэрофотосъемка участка с помощью квадрокоптера DJI Mavic mini 2 (рис. 5) и составлена почвенная карта.

а)

b)

c)

Рис. 3. Антропогенные нарушения естественного почвенного покрова исследуемой территории. а) Монтаж опоры ЛЭП. b) Лежневая дорога. c) Место штабелевки древесины. d) Противопожарная минерализованная полоса.

Fig. 3. Anthropogenic transformations of the natural soil cover of the study area. a) Installation of power transmission line supports. b) Lane road. c) Wood stacking areas. d) Fire-prevention mineralized strip.

d)

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В результате полевого исследования было выявлено, что естественные ненарушенные почвы на участке сохранились лишь за пределами проложенной для ЛЭП просеки. В южной, наиболее возвышенной части участка и в части северной под естественной растительностью на автоморфных позициях выявлены подзолы и подбуры иллювиально-железистые; у подножий склоновых позиций и в центральной выположенной части – подзолы и подбуры глеевые; в понижениях – торфяно-глееземыI (рис. 6).

Почвенный покров просеки под ЛЭП является полным отражением проводимых при ее строительстве технологических операций. Более половины участка занимают антропогенно-измененные почвы. Почвы с нарушенной верхней частью диагностировали как турбированные, со срезанными и частично срезанными верхними горизонтами – абрадированными и абраземами, и почвы с привнесенным с окружающих территорий минеральным и органогенным материалом – стратифицированными и стратозема-ми (рис. 4).

Согласно технологическим операциям (Справочник …, 2007) , опора ЛЭП закрепляется при помощи фундамента, закапываемого в толщу почвы (грунта). До начала монтажных работ экскаваторами был заложен котлован, который полностью уничтожил естественные почвы. После сборки фундамента и установки опоры котлован был закрыт минеральным материалом. В результате образовалась возвышающаяся над основной поверхностью насыпь высотой 1 м (рис. 3а), которая выделена как контур НПО. Ареал вокруг несущей конструкции ЛЭП занят комбинацией подзолов и подбуров иллювиально-железистых абрадированных, турбирован-ных, стратифицированных.

Помимо контура под опорой ЛЭП, на исследуемом участке выделены и другие типы НПО – лежневая дорога и места штабелевки древесины. Впоследствии при удалении лесоматериала они могут быть изменены на контуры нарушенных естественных почв. По периметру вырубленных и сложенных группами вдоль просеки деревьев заложена противопожарная минерализованная полоса. На ее поверхности хорошо просматриваются фрагменты подзолистого и альфегумусового горизонтов, что свидетельствует о наличии здесь до антропогенного вмешательства подзолов. На момент обследования почвы диагностированы как подзолы абрадирован-ные.

b)

a)

c)

Рис. 4. Примеры антропогенно-нарушеных почв и НПО. a) Непочвенное образование. b) Абразем. c) Стратозем. d) Комбинация абрадированых, турбированных и стратифицированных почв.

Fig. 4. Examples of anthropogenically-transformed soils and non-soil formations. a) Non-soil formation. b) Abrazems. c) Stratozems. d) Combination of abraded, turbated and stratified soils.

d)

В южной части участка по просеке проходит автомобильная дорога, по обеим сторонам которой во избежание возгораний заложены противопожарные минерализованные полосы. На дне таких полос (канав) выявлены абраземы альфегумусовые, по ее краям – стратоземы на подбурах и подбуры стратифицированные.

В средней низменной части участка, где были выявлены переувлажненные и заболоченные почвы, после строительства ЛЭП диагностированы антропогенно-преобразованные торфяно-подбуры и торфяно-подзолы глеевые иллювиально-железистые, а также торфяно-глееземы. Они представлены абрадированными, турбированными, стратифицированными подтипами.

В северной части участка вдоль старой дренажной канавы обнаружены подзолы и подбуры окисленно-глеевые абрадирован-ные и турбированные, подзолы и подбуры окисленно-глеевые стратифицированные.

В центре понижения проложена лежневая дорога. Для этого на поверхность почвы были уложены стволы вырубленных на участке деревьев. Далее на лесоматериал была нанесена турбиро-ванная масса, состоящая из фрагментов разрушенных горизонтов естественных почв, изъятых с двух сторон от искусственно проложенной дороги. Данный контур выделен как НПО. Ареалы искусственно созданных понижений выделены как абраземы глеевые, ареалы почв с мощной толщей стратифицированного материала – как стратоземы на погребенных почвах.

На почвенной карте отдельным условным знаком выделены ареалы стратифицированных почв. Это антропогенно-преобразованные почвы разных типов и подтипов, на поверхности которых находится минеральный материал (южная часть участка), либо порубочные остатки (центральная и северная части).

Таким образом, после строительства ЛЭП наблюдаются кардинальные изменения в почвенном покрове. Сведение растительности и нарушения строения почв неизбежно ведут к нарушению светового, теплового, воздушного и водного режимов, к смене видового состава растительных и животных сообществ почв.

Микрорельеф автоморфных участков после строительства ЛЭП приобрел отличный от исходного характер. Появилась колейность, рытвины и микропонижения. На момент обследования на участке уже наблюдалась аккумуляция влаги и органогенного материала в микропонижениях. В ближайшие годы подобные процессы усилятся, что приведет к усложнению структуры почвенного покрова нарушенной территории.

Абрадированные почвы и абраземы склоновых позиций вследствие удаления верхних органогенных горизонтов будут подвержены эрозионным процессам. Не исключено образование промоин.

Рис. 5. Аэрофотосни мок участка.

Fig. 5. Aerial photograph of the site.

Рис. 6. Почвенная карта участка.

Fig. 6. Soil map of the site.

Условные обозначения

□ Комбинация подзолов и полоуров иллювиально-железистых

Полечил иллтовиалтлто-железистгле стратифицированные и стратозсмы

• □ I кизолы и полбуры иллювиально-железистые абрадироваппые

I кгдзолы и под буры и-ж

।__ абрадированные абрадированные и турб ированные

• V ,¹ Стратифицированные почвы

• ■    11 епочветпле обра зова пи sr

• □    I 1епочвенные образования на переуплотненных почвах

I Абраземы j лее вы о

■ Тррфяно-пгееземы и торфяно-гпееземы аорядиропаппые и страз ифицирова иные

I кмбуры и подзолы глеевые илл Юнн ал ьн о-железисты е

Подбх-ры И Н0Д.30.1Ы 1ДССВЫС и окисЛснно- г. 1ССВЫС абрадир о ванные турб ированные

Полбх'ры и подзолы глеевые и окпелерто- глеевые страгифицирова иные

Прокладка лежневой дороги в значительной степени нарушила мезорельеф центральной части участка. Появились ямы, которые моментально заполнились грунтовой водой, что еще более усложнило гидрологическую обстановку самой обводненной части участка.

В значительной степени снизится эффективность экологических функций почв, временно погребенных под местами штабелевки древесины. В случае если вырубленные стволы деревьев останутся на месте размещения в течение продолжительного времени, функции почв будут утрачены.

Ввиду специфики дальнейшей эксплуатации данной территории (периодическая расчистка просеки под ЛЭП, ежегодное обновление противопожарных полос, обслуживание электросети) полного восстановления ее исходного биогеоценоза не произойдет. На смягчение последствий антропогенных нарушений отдельных участков просеки может потребоваться не менее 20–60 лет (Тощева, 1983; Захарченко, 2000; Лаптева, 2015) . Таким образом, функции, выполняемые почвенным покровом таких территорий, в течение длительного времени не восстановятся.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При строительстве ЛЭП сведена естественная растительность, частично изменен мезо- и значительно микрорельеф, уничтожена часть почв.

В пределах вырубленной для высоковольтной ЛЭП просеки почвенный покров повсеместно представлен только антропогенно-измененными почвами и НПО.

На долю НПО, которые в максимальной степени утрачивают свои экологические функции, приходится 15% площади участка.

Преобладающими почвами участка (34%) являются антропогенно-измененные естественные почвы. Площадь абраземов составляет – 5%, абрадированных почв – 4%. Комбинаця небольших контуров абрадированных, турбированных и стратифицированных подтипов – 22%.

Доля ареалов естественных почв составляет 20%. Они приурочены к контурам естественного леса, не затронутого технологическими работами на участке.

Вырубка просеки привела к формированию в почвенном покрове турбированных, абрадированных и переуплотненных почв; складирование порубочных остатков – к появлению стратифицированных, организация мест штабелевки древесины – погребенных почв. Установка опор ЛЭП невозможна без полного разрушения определенной площади почв, которая впоследствии образует контур НПО, а окружающие территории – ареалы стратифицированных антропогенно-измененных почв. Создание временных дорог поспособствовало появлению абрадированных почв и абразе-мов, стратифицированных почв и стратоземов, а также НПО.

При дальнейшей эксплуатации территории ЛЭП полного восстановления ее исходного биогеоценоза и его функций не произойдет.

https://power.lenobl.ru/ru/deiatelnost/osnovnye_napravleniya/elektroenergetik a-i-tehnologicheskoe-prisoedinenie-k-elektricheskim-se/shema-i-programma- razvitiya-elektroenergetiki-leningradskoj-oblasti/.