Влияние речных и грунтовых вод на формирование почв Посольского болотного массива
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.
Похожие статьи в разделе Сельское хозяйство в целом
Короткий адрес: https://sciup.org/148181015
IDS: 148181015 | УДК: 631.4
The influence of river and ground waters on soil formation of the Posolsky swamp land
The physical and chemical properties of soils, chemical compound of swampy and river waters, soil-water extracts, ash content and a chemical compound of peat ash of the Posolsky swamp have been studied. The high mineralization of the deluvial and ground waters has been found out, under which influence high-ash lowaland peat soils and peaty-gley soils are formed.
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.
