Влияние речных и грунтовых вод на формирование почв Посольского болотного массива

Автор: Бадмажапова Индира Алексеевна, Гынинова Аюр Базаровна

Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Философия @vestnik-bsu

Рубрика: Почвоведение

Статья в выпуске: 4, 2012 года.

Бесплатный доступ

Исследованы физико-химические свойства почв, химический состав болотных и речных вод, водной вытяжки из почвы, зольность и химический состав золы торфа Посольского болотного массива. Обнаружена высокая минерализация делювиальных и грунтовых вод, под влиянием которых формируются высокозольные низинные торфяные и торфяно-глеевые почвы.

Торф, минерализация, низинное болото, зольность, делювиальные и грунтовые воды, степень разложенности торфа, содержание солей

Короткий адрес: https://sciup.org/148181015

IDR: 148181015

Текст научной статьи Влияние речных и грунтовых вод на формирование почв Посольского болотного массива

Болота в Бурятии занимают локальные депрессии с дополнительным подтоком влаги с горных хребтов и высоким уровнем грунтовых вод. Особенности формирования болотных почв в котловинах Байкальского типа были рассмотрены в работах М.А. Корзун [12], О.В. Макеева [14], П.И. Петрович [17], [18], Кузьмина [13] и А.Б. Тыняновой [9], свидетельствующих о том, что в условиях континентальности климата основным фактором избыточной аккумуляции влаги и формирования болотных почв является слабая фильтрация подстилающих пород или наличие многолетней мерзлоты. Направленность почвообразования определяется в основном составом болотных вод. Исходя из этого, целью исследования явилось определение влияния речных и грунтовых вод на формирование торфяных почв Посольского болотного массива.

Природные условия формирования болотных торфяных почв

Посольский болотный массив находится в тектоническом понижении в подножии хр. Ха-мар-Дабан в дельте р. Селенги. Площадь болота составляет -18014 га. Рельеф болотного массива плоский и осложнен гривами-останцами II речной террасы [20]. Восточная часть болота (-80 км2) осушена.

Климат территории, как и всего Байкальского региона, резко континентальный, в прибайкальской части смягчаемый влиянием оз. Байкал [12]. Среднегодовая температура дельтового

о района -1 С, безморозный период длится 113 дней, среднегодовая сумма осадков -412 мм.

Посольское болото-низинного типа с высокозольным торфом [18], и лишь вдоль побережья оз. Байкал торф относится к категории обедненного [7]. Согласно Н.М. Савич [19], болотный массив покрыт в основном травянистыми ассоциациями с преобладанием различных видов осок (Carex appendiculata, С. Lasiocarpa, С. Diandra, С. Meyeriana, С. Limosci), зеленых мхов и на 10 % - лесными формациями. Лесная формация представлена березой плосколистной (Betula L).

При осушении болотная растительность сменяется луговой, а территория в основном используется под сенокос или пашню [8].

Объекты и методы исследования

Объектами исследований являются почвы Посольского болотного массива. На данной территории были заложены разрезы (рис. 1): р. 2-06 - урочище Большой Калтус; р. 2-08 - в 100 м от оз. Бакланье; р. 3-08 - в 2,5 км на север от станции Посольская на мелиоративном поле; р. 4-08 - заложен в 1 км на северо-запад от остановки «Дачи» на трассе Улан-Удэ-Иркутск.

В полевых условиях выполнялось морфологическое описание и отбор почвенных образцов. Одновременно из разрезов и из рек отбирались пробы воды. В образцах вод определялись минерализация и ионный состав, в образцах почв - гранулометрический состав [5] и физикохимические свойства, в водной вытяжке - общая минерализация и содержание солей, в тор фяных горизонтах определялись зольность и химический состав золы [3].

X места заложения разрезое

Рис. 1. Карта-схема Посольского болотного массива с обозначением мест заложения разрезов и отбора проб воды

Морфологическое описание почв. В центральной части болотного массива почва формируется на торфяной залежи. Мощность торфа исследованного разреза составляет ПО см. Верхние 25 см почвы характеризуются высокой степенью разло-женности. Ниже слой торфа мощностью 50 см разложен слабо и представляет собой остатки мхов и древесной растительности. На глубине 75 см торф древесный. В южной части болота торфяно-глеевые почвы имеют перегнойный органогенный горизонт, мощность его составляет 20 см. В прибайкальской полосе суммарная мощность горизонтов Т1 и Т2 торфяно-глеевой почвы составляет 25 см, торф отличается слабой степенью раз-ложенности, что связано с охлаждающим влиянием оз. Байкал в летний период [4].

Химический состав вод Посольского болота.

Исследование минерализации болотных вод и вод р. Исток, Большая Речка, поступающих с хр. Хамар-Дабан, показало, что минерализация речных вод низкая, а в дождливые периоды снижается до 20-22 мг/л (табл. 1), и воды относятся к слабоминерализованным. Это объясняется тем, что небольшой протяженности реки, стекающие с хр. Хамар-Дабан, не успевают обогатиться минеральными веществами за счет растворения и выщелачивания солей в горных породах и в почвах. Определенное влияние на почвообразование оказывают слабоминерализованные гиброкарбонатно-кальциевые воды Посольского Сора.

Воды р. Исток и Большая Речка имеют слабощелочную реакцию. Основное отличие их химического состава заключается в более высоком содержании сульфатов, хлоридов и сравнительно низком содержании Са .

В водах болота содержание кальция нормально повышенное. Они имеют слабощелочную и щелочную реакцию. Минерализация болотных вод варьирует в очень больших пределах. Наибольшая минерализация вод отмечена для неосушейныХ почв: в понижении у оз. Бакланьего -1312 мг/л и в прихамардабанской части - 480 мг/л. В первом случае растворенные вещества поступают с водами р. Исток, во втором случае - с хр. Хамар-Дабан с делювиальными водами. Полученные нами данные по ионному составу вод болотного массива и речных вод обнаружили повышенное содержание подвижных ионов НСО3 g SO4 - Са , К, С1.

Содержание в воде растворенных органических веществ на неосушенной части массива составляет 80-94 мг/л. Это связано с образованием водорастворимых форм гумуса в процессе гумификации торфа.

На осушенной территории минерализация вод значительно ниже и составляет 134 мг/л. Содержание сульфат-иона становится ниже в 3 раза, хлор-иона - в 2,7 раза и бикарбонат-иона в 1,8 раза. Причиной снижения минерализации болотных вод является вынос растворенных ве- ществ с дренажными водами в оз. Байкал. Ионы SO4 и Cl благодаря большей подвижности выносятся активнее. По мелиоративному каналу в Байкал выносится вода с минерализацией 186 мг/л и с содержанием органического вещества 178 мг/л, что значительно выше, чем в водах малых рек, впадающих в Байкал, и сопоставимо с минерализацией вод р. Селенги.

Сравнение химического состава речных вод, полученных нами и А.А. Адушиновым [1], обнаруживает, что за прошедшие 40 лет содержа-2- ние SO4 увеличилось с 2,5 мг/л до 41,2 мг/л, содержание Cl-иона также возросло от 3,5 до 8,5 мг/л. Причиной этого, вероятно, является поступление серы и азота в атмосферу в зоне влияния таких промышленных центров как Иркутск, Байкальск, Селенгинск и поступление веществ с осадками на западный склон хр. Хамар-Дабан, где накопление серы превышает фоновое в 2-3 раза [15]. В результате естественные (карбонатные) осадки над Байкалом сменяются на кислотные (серные).

Физико-химические свойства неосушенных торфяных почв.

Гранулометрический состав. Минеральные горизонты торфяно-глеевых почв южной части массива имеют состав на границе легко- и среднесуглинистого. Преобладающей фракцией является крупная пыль - 49,52-54,30 %. Содержание илистой фракции невелико и составляет 3,62-4,18 %. В торфяно-глеевой почве прибайкальской части болота гранулометрический состав связнопесчаный и отличается абсолютным преобладанием мелкопесчаной фракции.

Зольность торфа и химический состав минеральной части почв и золы. Болотные неосу-шенные почвы восточной части Посольского болота (р. 4-08) по содержанию золы в торфяных горизонтах относятся к высокозольным -35,71 % (Тпер.). Для торфяной почвы центральной части массива (р. 2-06) зольность верхнего хорошо разложившегося горизонта Т1 повышена, а нижележащие слаборазложившиеся горизонты Т2 и ТЗ характеризуются низким содержанием зольных веществ, что позволяет отнести их к обедненным. Высокое содержание золы в торфяно-глеевой почве западной прибайкальской части болота - 32,45 % (Т1) обусловлено их опесчаненностью. Для осушенной торфяноглеевой почвы (р. 3-08) также характерно высокое содержание золы (34,83-61,95%).

В составе золы отмечается повышенное содержание SiO2, полуторных оксидов А12О3, Fe2O3, щелочноземельных элементов СаО, MgO и серы SO3 (табл. 2).

В водной вытяжке болотных почв отмечает-2-       2+ ся повышенное содержание ионов SO4 , Mg , 2+

Са . Повышенное содержание серы в водной вытяжке из торфяных почв обусловлено суль-фатно-гидрокарбонатно-кальциевым составом речных и склоновых делювиальных вод.

Наибольшее содержание Сорг характерно для почв центральной (35,5-42,5%) и восточной частей болотного массива (31,7 %), а в почве прибайкальской полосы, в связи со слабой разло-женностью торфа, его процент снижается до 18,9-21,3 %. Обогащенность торфа азотом имеет наибольшие показатели в перегнойном горизонте торфяно-глеевой почвы (р. 4-08). Отношение C/N здесь составляет 7,6, что позволяет отнести почву к категории высокообеспеченных азотом. В торфяной почве центральной части массива (р.2-06) во всех горизонтах профиля обеспеченность азотом торфа средняя. В торфяно-глеевой почве прибайкальской полосы (р.2-08) показатель C/N увеличивается до 12,3-17, что говорит о низкой и очень низкой обеспеченности почвы азотом [16]. Накоплению азота способствует гумификация торфа, поэтому обогащенность торфа азотом закономерно снижается со снижением степени его разложенности.

Почвы восточной и центральной части болота характеризуются близкой к нейтральной реакцией среды, а почвы прибайкальской полосы (р. 2-08) - слабокислой (табл. 3). Это обнаруживает закономерность: чем выше разложенность торфа, тем выше зольность и ниже кислотность.

ЕКО и содержание обменных оснований имеют максимальные показатели в хорошо разложившихся торфяных горизонтах почв центральной и восточной частей массива. В горизонте перегнойном Тпер. торфяно-глеевой почвы (р. 4-08) сумма оснований составляет 106,9 мг-экв/100 г почвы, а ЕКО достигает величины 140,2 мг-экв/100 г почвы. В торфяной почве (р. 2-06) в поверхностном горизонте Т1 сумма катионов составляет - 95,1 мг-экв/100 г, ЕКО -131,7 мг-экв/100 г почвы. В нижележащих горизонтах эти показатели постепенно снижаются. Высокое содержание обменных оснований, представленных в основном кальцием, является характерной чертой низинных болотных почв [10] и связано с гидрокарбонатно-кальциевым составом вод. Очень низкая для торфяных почв ЕКО отмечается в слаборазложившихся торфяных горизонтах обедненной почвы прибайкальской части болота (29,1-35,1 мг-экв./100 г почвы). Сумма обменных оснований в них также сравнительно невелика и варьирует в пределах 12-17,15 мг-экв/100 г почвы.

Таблица!

ОО

о

Ионный состав вод Посольского болотного массива (мг/л) (Данные атмосферных осадков Байкала, Посольского Сора и Селенги по К.К. Вотинцеву, 1961)

Объект

рн

НСО/ мг/л

СГ мг/л

Са"’ мг/л

Mgi+ мг/л

SO/' мг/л

К+ мг/л

Na+ мг/л

Сухой остаток

Прокал, остаток

ОВ

1

Байкал

-

66,5

0,6(1,4)*

15,2

3,1

5,2

2,0

3,8

96,4

-

2

Посольский сор (середина)

7,6

29,3

1,5

9,3

1,5

-

-

-

-

3

р. Селенга

-

98,7

2,3

22,3

5,4

6,4

6,1

141,2

4

р. Исток (дожди)

7,8

43,92

8,50

8

2,4

41,25

3

3,5

но

22

88

5

р. Большая Речка (дожди)

7,8

24,40

7,09

4

4,8

41,25

1,5

2

100

20

80

6

р. 2 -08 у оз. Бакланье Неосушенное

8,0

104,92

2,83

24

9,6

45

2,3

5,5

1392

1312

80

7

р. 4-08 Несмущенное болото у дач

8,3

107,36

22,68

36

4,8

157,5

44

3

584

480

94

8

р. 3-08 Осушенное болото возле ст. Посольское .

8,2

60,32

8,50

20

7,2

52,5

4

3

198

134

64

9

Канал -«-

8,2

87,84

7,09

32

7,2

4!,25

3,5

5,5

364

186

178

ВЕСТНИК БУРЯТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

Состав минеральной части почв и золы торфа (%)

Таблица2

Глубина горизонта, см

Сырая Зола

S1OZ

ТЮ2

А1А

Ре2О3

so3

Мп О

MgO

СаО

Na2O

К2О

РА

гыт.п

Сумма

Р. 2-06 Topi]

>яная мощная

Т1 0-25

17,94

37,50

0,48

11,05

7,92

6,6

0,15

3,05

18,54

1,26

1,26

1,11

13,10

95,42

Т2 25-75

7,93

12,90

0,27

6,00

7,10

14,0

0,19

4,05

32,85

0,47

0,42

1,15

18,90

84,30

ТЗ 75-110

7,53

7,10

0,11

2,30

12,80

21,2

0,21

4,18

33,84

0,32

0,28

0,95

14,00

76,09

Р. 3-08 Торфяно-глеевая осушенная

ГП-18

61,95

72,6

0,36

12,60

2,42

0,42

0,04

0,58

2,68

3,39

3,12

0,15

1,50

99,44

Т2 18-28

34,83

54,4

0,85

16,4

11,09

1,45

0,20

2,26

5,33

1,53

1,63

0,87

4,90

99,46

028

-

53,3

0,97

14,90

6,25

0,25

0,08

2,24

2,70

2,00

1,93

0,16

15,10

99,63

Р. 4-08 Перегнойная торфяно-глеевая

Тпер. 0-20

35,71

52,10

0,88

13,25

14,31

1,17

0,20

2,70

6,40

1,46

1,47

0,97

6,20

99,91

BG 20-55

-

48,80

1,П

13,70

6,73

0,30

0,70

2,82

3,28

2,04

1,73

0,36

19,10

100,37

G55-70

50,50

1,16

14,05

6,43

0,30

0,07

3,03

3,80

2,31

1,97

0,48

16,20

100,00

Р. 2-08 Обедненная торфяно-глеевая

Т1 0-17

32,45

54,90

0,81

14,80

11,11

2,00

0,27

2,14

6,40

1,37

1,41

1,04

6,00

100,25

И.А. Бадмажапова, А.Б. Гынинова. Влияние речных и грунтовых вод на формирование почв Посольского болотного массива

Таблица

ос to

Физико-химические свойства

Глубина горизонта, см

рн

Обменные основания, мг-экв/100 г

ЕГ гидр, мг-экв/ 100 г

ЕКО, мг-экв/ 100 г

СНО, %

Гумус, %

Сорг., %

N, %

C/N

Зольность, %

Степень разложен нос-ти, %

Н2О

КС1

Cai+

Р. 4-08 Торфяно-глеевая перегнойная в ю-в части болотного массива

Тпср 0-20

6,7

5,8

95,1

11,8

33,3

140,2

73,2

-

31,7

3,66

7,6

35,71

30

BG 20-55

6,5

5,3

16,9

5,3

12,0

34,2

64,9

7,2

4,20

0,50

8,4

-

-

О 55-70

6,7

5,5

12,0

4,5

5,2

21,7

76,0

4,2

2,44

0,31

9,21

-

-

Р. 2-06 Торфяная в восточной части болотного массива

Т1 0-25

6,4

5,2

84,6

10,5

36,6

131,7

72,2

-

41,1

3,36

10,9

17,94

30

Т2 25-75

6,5

5,4

51,2

9,5

38,0

98,7

61,5

-

42,5

4,00

10,6

7,93

15

ТЗ 75-110

6,3

5,2

51,7

7,10

40,3

99.1

59,3

-

35,5

4,12

8,65

7,53

15-20

Р. 2-08 Обедненная торфяно-глеевая в западной части болотного массива

Т1 0-17

6,1

5,0

10,9

6,25

17,9

35,1

49,0

-

21,3

1,6

15,6

32,50

10

Т2 17-25

6,4

5,6

9,0

3,00

17,1

29,1

41,2

-

18,9

1,3

17,0

34,60

10

G 25-40

5,8

5,0

5,6

3,81

10,6

20,0

47,1

3,62

2,1

0,2

12,3

-

-

ВЕСТНИК БУРЯТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

Почвенно-поглощающий комплекс исследованных почв ненасыщен основаниями: в центральной и восточной частях болотного массива насыщенность основаниями составляет 59,3-73,2 %, а в прибайкальской части - всего 41,2-49 %. Причинами подобного поведения главных характеристик почвы являются повышенная обводненность этой территории и аккумуляция органических веществ кислотной природы.

Заключение

  • 1.    Воды Посольского болотного массива характеризуются повышенной минерализацией, определяющей формирование эутрофных болот.

  • 2.    Характерной чертой как речных, так и бо

  • 3.    В составе золы торфа почвы, формирующейся в центральной части массива, выявлено повышенное содержание серы.

  • 4.    При осушении болота минерализация вод снижается в несколько раз в связи с выносом растворенных веществ по мелиоративному каналу в оз. Байкал.

лотных вод является повышенное содержание ионов SO42 и СГ, которые поступают с западного склона хр. Хамар-Дабан, собирающего влагу ветров, несущих атмосферные выбросы Иркутского промышленного комплекса, БЦБК и Селе нгинского цкк.

Статья научная