Тундровые почвы Западной Сибири и их антропогенная динамика

Министерство науки и образования Российской Федерации

Московский Государственный гуманитарный университет им. М.А. Шолохова

Биолого-географический факультет

Кафедра физической географии

Выпускная квалификационная работа

На тему: Тундровые почвы Западной Сибири и их антропогенная динамика

Автор _______________________ Ф.И.О

( подпись) 6 курс, заочное отделение

Руководитель ________________ Ф.И.О

(подпись)

Рецензия ____________________ Ф.И.О

(подпись

Допущен к защите:

Зав. кафедрой

Физической география

__________________________________

(подпись)

«_____»__ _________________200 г.

Москва 2008

Содержание

Введение

Необходимость анализа состояния почв, весьма чувствительных к воздействию человека, актуальна всегда и во всех регионах. Особый интерес вызывает Север Западной Сибири, который является одним из основных газо- и нефтедобывающих районов России, что оказывает интенсивное воздействие на почвенно-растительный покров.

Образование и развитие почв тесно связано со всеми остальными компонентами природы. В.В. Докучаев назвал почву "зеркалом и произведением ландшафта", подчеркнув тем самым, что она является результатом взаимодействия всех компонентов и, как в зеркале, отражает это взаимодействие. Все компоненты природы участвуют в формировании почв, поэтому все они были названы В.В. Докучаевым в качестве факторов почвообразования; к ним же были добавлены фактор времени и деятельность человека. Неудивительно поэтому, что основатель генетического почвоведения В.В. Докучаев является одновременно и одним из основоположников учения о ландшафте (ландшафтоведения). Учение о почвах России В.В. Докучаев впервые изложил в своем классическом труде "Русский чернозем" (1883).

Изучение почв нашей страны продолжили многочисленные ученики и последователи Докучаева: Н.М. Сибирцев, С.С. Неуструев, П.А. Костычев, К.Д. Глинка, Л.И. Прасолов, Г.Н. Высоцкий, Б.Б. Полынов, И.П. Герасимов, М.А. Глазовская, В.А. Ковда, В.М. Фридланд и др.

Трудами почвоведов установлено, что почвенный покров России удивительно пестр. Это обусловлено разнообразием природных условий России. Главными факторами почвообразования является климат, растительность и почвообразующие породы, а на размещение почв очень велико влияние рельефа.

Направленность и интенсивность почвообразовательных процессов, а следовательно, и типы почв зависят от энергетических ресурсов (затрат тепла на почвообразование), водного режима почв, поступления органики в почву и скорости ее разложения, количества микроорганизмов, участвующих в процессах почвообразования. Все эти факторы в той или иной степени зависят от климата, поэтому все они в самых общих чертах обнаруживают зональность.

Почвенный покров севера Западной Сибири быстро разрушается вследствие интенсивного освоения нефтегазовых месторождений и прохождения газопроводов. Именно поэтому необходимо внимательнее изучение динамики почв и знание современного почвенного покрова.

Цель работы – охарактеризовать тундровые почвы Западной Сибири, дать их экологическую оценку с целью наиболее рационального подхода к освоению территории.

Именно поэтому необходимо внимательно изучать динамику почв и знать современное состояния почвенного покрова.

Для достижения поставленной цели нами решались следующие задачи: - определить особенности условий почвообразования тундровой зоны Западной Сибири;

- дать характеристику почвенного покрова;

- изучить современное состояние тундровых почв Западной Сибири;

- кроме того разработать схему использования полученного материала на уроках географии в школе.

Работа написана на основании изучения и анализа литературных, в том числе и монографических, работ по северу Западной Сибири (см. список литературы в конце работы).

Дипломная работа состоит из введения, четырех глав и заключения.

Глава I. Условия формирования почвенного покрова тундры Западной Сибири

1.1. Географическое положение тундровой зоны Западной Сибири

Западная Сибирь представляет собой территорию, простирающуюся на 2500 км от Северного Ледовитого океана до сухих степей Казахстана и на 1500 км от гор Урала до Енисея. Территория Западной Сибири расположена между 75^o и 48^o с.ш., 59^o и 92^o в.д. Около 80% площади Западной Сибири расположено в пределах Западно-Сибирской равнины, которая состоит из двух плоских чашеобразных сильно заболоченных впадин, разделенных повышенными до 175-200 м Сибирскими Увалами. На юго-востоке Западно-Сибирская равнина, постепенно повышаясь, сменяется предгорьями Алтая, Салаира, Кузнецкого Алатау и Горной Шории. Общая площадь Западно-Сибирской равнины составляет 2,4 млн. км².

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

1.2. Геолого-геоморфологические особенности севера Западной Сибири

Геологическое строение Западно-Сибирской равнины является следствием ее положения на одноименной плите молодой Урало-Сибирской (Центрально-Евразиатской, Урало-Тяньшанской) эпипалеозойской платформы.

Фундамент плиты представляет собой огромную депрессию с крутыми восточными и северо-восточными и пологими южными и западными бортами. Он состоит из допалеозойских, байкальских, каледонских и герцинских блоков. Наиболее древний - Иртыш-Надымский средний массив. Фундамент разбит разновозрастными глубинными разломами. Наиболее крупные - Восточно-Зауральский и Омско-Пурский (Колтогорско-Уренгойский) субмеридиональные разломы. Поверхность фундамента плиты расчленена на Внешний прибортовой пояс и Внутреннюю область, которые осложнены системой впадин и поднятий, отражающих его боковое строение.

Внешний пояс представлен склонами горно-складчатого обрамления, полого или более круто опускающимися к центральной части депрессии. Фундамент в его пределах залегает неглубоко (менее 2,5 км). Ближе всего к поверхности он подходит на крайнем юго-западе Кустанайской седловины (300 - 400 м).

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

С активизацией тектонических подвижек на платформенном этапе развития плиты связано возникновение многочисленных локальных структур, выраженных только в осадочном чехле. Установлено, что в приразломных зонах количество локальных поднятий, являющихся основными вместилищами нефти и газа, возрастает в 3 - 4 раза по сравнению с остальной территорией.

С тектоническими движениями олигоцена связано поднятие северного блока плиты, отчленившего Западно-Сибирское море от Арктического бассейна.

В неогене отчетливо обособляется зона субширотных Обь-Енисейских поднятий, расположенных над Транссибирским разломом и соответствующих современным Сибирским Увалам.

К концу неогена уже сформировались общие орографические черты Западной Сибири (рис. 1).

Рис. 1. Основные орографические элементы Западной Сибири

Пониженные участки совпадали с тектоническими прогибами, в которых, вероятно, располагались речные долины. Уровень моря был в это время на 200 - 250 м ниже современного, и большая часть дна Карского моря вместе с северными районами равнины представляла собой сушу, глубоко расчлененную речными долинами.

Общее похолодание климата, происходившее в неогене, особенно усилилось к концу периода, что привело к развитию четвертичного оледенения.

Большинство исследователей считает, что оледенения Западной Сибири повторялись неоднократно. Выделяют Демьянское, Самаровское, Тазовское (его считают стадией Самаровского), Зырянское, имевшее несколько стадий, и Сартанское оледенения. Максимальным было Самаровское оледенение, граница которого проходила субширотно вблизи 60° c.ш.: от верховьев Туры и Тавды к долине Иртыша севернее Демьянки, по междуречью Ваха и Тыми к устью Подкаменной Тунгуски [14].

Каждое последующее оледенение занимало все меньшую площадь, а Сартанское оледенение, согласно господствующим в настоящее время взглядам, было горно-долинным и оказало на развитие природы Западной Сибири лишь косвенное влияние.

Морская трансгрессия, начало которой предшествовало Демьянскому оледенению, продолжалась в течение среднего плейстоцена. Максимум ее совпал с Самаровским оледенением. Море покрывало всю территорию к северу от Сибирских Увалов. Эта часть равнины представляла собой зону морского оледенения, где происходило накопление морских отложений. Лишь в пределах Сибирских Увалов морское оледенение сменялось континентальным. Максимум верхнеплейстоценовой трансгрессии предшествовал Зырянскому оледенению.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Самые низкие участки (ниже 100 м) находятся в северной и центральной частях Западной Сибири, в ее Внутренней тектонической области. Это Нижнеобская, Надымская, Пурская, Тазовская, Кондинская, Среднеобская и Вахская низменности, имеющие отметки менее 50 м. К периферии поверхность постепенно повышается. Лишь Сибирские Увалы - отчетливо выраженная полоса возвышенностей (Люлимвор, Белогорский Материк, увал Нумто, Верхнетазовская возвышенность) - пересекают внутренние районы равнины близ 63° c.ш., от Урала до Енисея. Центральная часть Сибирских Увалов относится к среднему гипсометрическому уровню (100 - 150 м), а западная и восточная периферические части, выходящие во Внешний тектонический пояс, к наиболее высокому, третьему уровню. Таким образом, орографически хорошо выражено опускание поверхности плиты к центру и ее приподнятость по краям.

В условиях новейших опусканий во внутренней зоне сформировались аккумулятивные и пластово-аккумулятивные равнины, сложенные рыхлыми неоген-четвертичными толщами. В размещении морфоструктур по территории наблюдается четкая закономерность: широкие низменные аккумулятивные равнины разделены относительно более узкими пластово-аккумулятивными низкими возвышенностями (100 - 150, редко до 180 м). в тундре это равнины Ямала и Гыдана [13].

В размещении на равнине типов морфоскульптур, созданных деятельностью экзогенных рельефообразующих процессов в неоген-четвертичное время, отчетливо прослеживается закономерная смена в направлении с севера на юг. На севере к берегам Карского моря и его заливов примыкают морские равнины, в поздне- и послеледниковое время вышедшие из-под уровня моря. Южнее расположены моренные и водно-ледниковые равнины, основные черты рельефа которых связаны с четвертичным оледенением. К ним примыкают ледниковые озерно-аллювиальные равнины, оконтуренные с юга внеледниковыми структурно-денудационными равнинами (рис. 2). Современная территория тундры расположена на морских моренных и водноледниковых равнинах.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Рис. 2. Геоморфологическое районирование Западной Сибири (по С.С. Воскресенскому) [3]

Морские аккумулятивные равнины отличаются плоским рельефом. Здесь много небольших неглубоких озер, занимающих широкие плоскодонные понижения. Поверхность повышается к внутренним частям полуостровов Ямал, Гыданский и Тазовский, образуя серию террас (до четырех-шести уровней), ширина которых измеряется десятками километров. Местами отчетливо видны уступы террас высотой 10 - 20 м. Современными процессами, преобразующими рельеф морских равнин, являются прежде всего мерзлотно-солифлюкционные.

Ледниковые и водно-ледниковые равнины характеризуются более пересеченным рельефом. Преобладает пологохолмистый рельеф. Колебания высот на междуречьях составляют 10 - 15 м, редко более. Лишь в краевых частях равнины, примыкающих к Уралу и Среднесибирскому плоскогорью, увеличиваются относительные высоты и сравнительно хорошо выражены моренные холмы и гряды, озы, камы и котловины, возникшие при вытаивании глыб мертвого льда. В южной части области широко распространены плоские водно-ледниковые равнины.

В поздне- и послеледниковое время эти равнины вступили в этап эрозионного расчленения. Глубина эрозионных врезов долин обычно не превышает 20 м. Лишь наиболее крупные транзитные реки (Обь, Иртыш, Енисей) врезаны на 60 - 70 м. Многие малые реки не имеют морфологически выраженных долин. На огромных территориях рельеф отличается очень слабым вертикальным расчленением.

1.3. Климатические условия тундры

Климат Западной Сибири - континентальный, достаточно суровый. Он более суров, чем климат Русской равнины, но мягче остальной территории Сибири. Континентальность нарастает к югу, по мере удаления от побережья Северного Ледовитого океана.

Большая меридиональная протяженность обусловливает значительные различия в количестве солнечной радиации между севером и югом равнины. Суммарная радиация изменяется от 70 до 120 ккал/см² в год, радиационный баланс - от 15 до 40 ккал/см² в год. Западно-Сибирская равнина по сравнению с Русской получает на одних и тех же широтах больше солнечной радиации за счет увеличения прямой солнечной радиации вследствие меньшей повторяемости циклональной погоды, сопровождаемой облачностью.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Рис.3 Климатическая карта [28]

Географическое положение обусловливает преобладание западного переноса воздушных масс, но значительная удаленность равнины от Атлантического океана способствует ослаблению влияния атлантических воздушных масс на формирование ее климата. Равнинность территории, ее открытость с севера и юга обеспечивают свободный меридиональный перенос, что сглаживает температурные и погодные различия.

Существенное влияние на важнейшие климатические показатели оказывает также характер подстилающей поверхности: большая заболоченность, заозерность и залесенность равнины.

В холодный период климат Западной Сибири формируется под влиянием простирающегося над южной частью равнины отрога Азиатского максимума и расположенной над Карским морем и полуостровами ложбины пониженного давления, протянувшейся от Исландского минимума. Постепенное падение давления от южных окраин равнины к северным способствует выносу холодного континентального воздуха умеренных широт из Азиатского максимума и заполнению им всей территории. Преобладают ветры южным румбов. Зима характеризуется устойчивой отрицательной температурой. Абсолютные минимумы достигают на севере -55°С.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

На теплый период (с апреля по октябрь) в Западной Сибири приходится 70 - 80% годовой суммы осадков. Наиболее обильны они в июле и августе, что связано с циклогенезом на арктическом и полярном фронтах. В тундре максимум осадков приходится на август месяц.

1.4. Почвообразующие породы и мерзлотные условия тундры Западной Сибири

Почвообразующие породы в тундровой зоне Западной Сибири представляет в основном различными типами ледниковых отложений с морскими и озерными осадками, которые содержат значительно меньше валунного материала, чем морены Европы. Источником сноса для формирования минерального состава ледниковых отложений Зауралья служили Северный Урал и Таймырского - Норильского района. Территория севера Западной Сибири находится в области многолетней мерзлоты (рис. 4), что во многом определяет процесс почвообразования.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Рис. 4 Строение многолетней мерзлоты

Климат на большей части территории Западной Сибири способствует широкому развитию многолетней (вечной) мерзлоты, в распространении которой отчетливо прослеживается зональность.

Формирование мерзлых толщ и температурный режим их верхних го­ризонтов (10—15 м) определяются факторами, связанными с клима­тическими условиями и геолого-географической обстановкой региона. К этим факторам относятся: рельеф, состав, влажность (льдистость) и теплофизические свойства пород, температура воздуха, составляющие внешнего тепло- и массообмена, осадки, характер снегонакопления, ко­лебания климата и растительные покровы, обводненность поверхности и т. п.

Климат определяет температур­ный и ветровой режим воздуха, соотношение составляющих тепло­вого баланса на поверхности, характер снегонакопления, а также ко­личество осадков за теплый период. Решающее воздействие на температурный режим пород в данном регионе оказывает снежный покров, который в связи с незначительной его плотностью облада­ет хорошими теплоизоляционными свойствами.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

За счет состава пород изменение среднегодовой температуры пород в тундре не превышает 0,4—0,6 °С, в лесотундре — 0,4—1,2 °С, а в зоне тайги на юге территории— 1,5—1,7 °С.

В тундре на полуостровах мерзлота встречается повсеместно. Ее мощность 300 - 600 м. Южнее, примерно до Сибирских Увалов, распространена мерзлота с островами таликов. Монолитная мерзлая толща здесь сменяется двуслойной: верхний слой современной мерзлоты мощностью от 50 - 100 м на севере до 10 - 50 м на юге отделен слоем талых пород от нижнего реликтового слоя, начинающегося на глубине 80 - 140 м и имеющего мощность до 200 - 250 м. Отдельные острова современной мерзлоты встречаются до широты устья реки Демьянки - правого притока Иртыша. Несколько южнее, до субширотного отрезка Иртыша, распространена реликтовая мерзлота (нет ее лишь на поймах крупных рек), залегающая на глубине от 100 - 120 до 250 м и имеющая мощность от 150 до 250 м. В направлении с запада на восток наблюдается увеличение мощности и понижение температуры мерзлых грунтов.

Схема общего геокриологического районирования Западно - Сибирской плиты, составлена на основе этих признаков приведена на рис. 4 и в таблице 1 [4].

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Рис. 5 Схема общего геокриологического районирования Западно – Сибирской плиты (составил В.Т. Трофимов, В.В. Баулин):

1-5- граница геокриологических таксонов; 1 — регионов первого порядка, 2 — регионов второго порядка, 3 - зона. 4—подзон, 5—областей; 6—12 — подзоны Континентальной провинции: 6 — Лескинско- Антипаютинская, 7 — Харасавэй-Новоуренгойская, 8 — Игарко-Нумтинская, 5 — Туруханско-Угутская, 10 — Советско-Устьтымская, 11 — Урай-Новосибирская, 12 — Ишим-Семнпалатинская; 13 — Карская подзона Карской шельфовой зоны Субмаринного региона второго порядка; 14 — индекс геокриологической области (названия см. в табл. 1)

Таблица 1

Схема общего геокриологического районирования Западно – Сибирской плиты

Регион			Область
I порядка	II порядка	Зона	Подзона	Название	Индекс на рис. 3
Западно - Сибирский	Континентальный (К)	Северная (С)	Лескинско-	Северо-Ямальская	КСЛ1
			Антипаю-	Центральноямальская северная	КСЛ2
			тинская (Л)	Восточно-Ямальская Северо-Гыданская Центральногыданская	КСЛЗ КСЛ4 КСЛ5
				Танамско-Устьенисейская	КСЛ6
				Танамская Западно-Таймырская	КСЛ7 КСЛ8
			Харасавэй-	Мордыяха-Хойская	КСХ1
			Новоурен-	Байдарацко-Юрибейская	КСХ2
			гойская (X)	Лаборовская Южно-Ямальская	КСХ3 КСХ4
				Тазовская Устьпуровско-Тазовская Пур-Тазовская северная Мессояхинская Таз-Хетско-Енисейская Нижнеенисейская север­ная	КСХ5 КСХ6 КСХ7 КСХ8 КСХ9 КСХ10

1.5. Растительный и животный мир

В составе тундровой растительности преобладают кустарни­ки, кустарнички, травянистые растения, мхи и лишайники Древесные формы в тундре отсутствуют. Это обусловлено рядом причин — переувлажнением почвы летом и развитием анаэроб­ных микробиологических процессов, сильными ветрами, иссу­шающими молодые побеги на протяжении холодного периода, низкой температурой и т.д. Почвенная микрофлора довольно разнообразна (бактерии, грибы, актиномицеты). Бактерий в тундровых почвах значительно больше, чем в арктических В 1 г почв центральной подзоны тундры их обнаружено от 400 до 3500 тыс., в почвах южной тундры — от 300 до 3800 тыс. (К. Н. Мишустин и В. А. Мирзоева, 1964). Переувлажненность тундровых почв в безморозный период и обусловленный этим недостаток кислорода способствуют развитию значительного ко­личества анаэробных бактерий.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Рис. 6 Карта растительности [28]

По характеру растительности тундровую зону делят на подзо­ны: лишайниковых-моховых и кустарниковых тундр, а также ле­сотундры. Наиболее типична для тундры лишайниково-моховая растительность, где глинистые пространства покрыты преиму­щественно мхами и травами, каменистые — лишайниками. Юж­нее наряду с мхами и лишайниками появляются кустарники (главным образом ерник), а еще южнее, в пределах лесотундры, встречаются изолированные лесные массивы. Лесная раститель­ность заходит в глубь тундровой зоны лишь по речным долинам.

Несмотря на сильную увлажненность почв, в тундре не об­разуется крупных скоплений торфа. Значительные массивы тор­фяных болот появляются лишь в лесотундре.

Животный мир Северо-Западной Сибири имеет много общих черт с Русской равниной. Обе равнины входят в состав Европейско-Сибирской зоогеографической подобласти Палеарктики. В водоемы равнины завезены сиг, лещ, сазан, судак. В тундре представлены такие виды животных как северный олень, полярная лисица (песец), снежный баран, волк, лемминги и зайцы — типичные обитатели российской тундры. А вот птиц не так и много: лапландский подорожник, белокрылая ржанка, краснозобый конёк, зуёк, пуночка, полярная сова и белая куропатка. В Красную книгу мира и России занесены черный журавль, розовая чайка.

В тундре полностью отсутствуют пресмыкающиеся, зато очень большое количество кровососущих насекомых.

Глава II. Характеристика почв и почвенного покрова тундровой зоны Западной Сибири

2.1. Почвы тундровой зоны Западной Сибири, процессы их формирования

Крупнейшие русские и советские почвоведы, ботаники, географы неоднократно уделяли внимание изучению почв северных окраин нашей родины. В. В. Докучаев (1899) в числе главных почвенных зон выделил особую "бореально - тундровую" зону, считая, что должен существовать особый "полярный" тип почвообразования.

Н. М. Сибирцев (1901) также выделил тундровые почвы в один из классов зональных почв.

Почвенный покров тундры представлен четырьмя подтипами: арктотундровыми гумусовыми глееватыми, тундровыми глеевыми типичными, тундровыми иллювиально-гумусовыми оподзоленными (тундровые подбуры), торфянисто- и торфяно - глеевыми тундровыми. Наиболее распространен здесь тундрово - глеевый тип почвообразования, проявляющийся на глинистых и суглинистых породах под сомкнутой растительностью.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Значительный запас мертвых растительных остатков в тундрах обусловлен замедленной минерализацией опада, бедностью бактериальной флоры, неблагоприятными почвенными температурами.

В мертвом органическом веществе аккумулируется значительное количество энергии тундровых биогеоценозов. Биологический круговорот в тундрах можно характеризовать как заторможенный, застойный, с малой емкостью за счет низкой продуктивности и невысокой зольности тундровых растений [19].

Тундровые глеевые почвы, описанные в различных биоклиматических провинциях тундровой зоны, в зависимости от условий почвообразования могут иметь довольно существенные различия в строении профиля. В наиболее общем виде профиль тундровой глеевой почвы на суглинистых отложениях состоит из горизонта подстилки (О или ОА), гумусового или перегнойного горизонта (А или ОА/А), оглеенного переходного горизонта Bg и глеевого горизонта G. В различных подтипах тундровых глеевых почв строение профиля может существенно меняться: тундровые глеевые гумусные почвы имеют хорошо выраженный гумусо - аккумулятивный горизонт мощностью в несколько сантиметров, тундровые глеевые перегнойные почвы характеризуются буровато-коричневым мажущимся органогенным горизонтом с большим количеством полуразложившегося растительного материала, тундровые глеевые типичные почвы имеют только слой подстилки (тундрового войлока) из мхов и кустарничков, в тундровых глеевых торфянистых почвах органогенный горизонт может достигать мощности 10—20 см.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Криогенные процессы в тундровых глеевых почвах влияют на микроструктуру глинистого вещества минеральных горизонтов, для которого характерно ярко выраженное чешуйчатое строение.

Образование ориентированных глин чешуйчатой формы вероятнее всего связано с длительным замерзанием почвенной толщи, при котором вся она пронизывается кристаллами льда и глинистые частицы ориентируются вдоль этих кристаллов. При медленном оттаивании они сохраняют свою ориентацию.

В шлифах глеевых горизонтов доминирует серая окраска. По редким порам имеются зоны окисления ржаво-бурого цвета. Горизонты плохо агрегированы, содержат мало грубых растительных остатков, нет отмытости стенок пор и минеральных зерен от глинистого вещества. Характерно накопление большого количества аморфных соединений железа, пропитывающих окисленные участки глеевых горизонтов. В них же встречаются округлые стяжения гидроксидов железа до 1 мм в диаметре.

Для типа тундровых глеевых почв характерна слабая дифференцированность профиля по распределению ила и минеральных компонентов. Факторов, которые ограничивают дифференциацию профиля, несколько. Важнейшими из них являются: мерзлотный массо- и влагообмен в профиле (перемешивание и постоянное обновление), наличие труднопроницаемых глеевых тиксотропных горизонтов, затрудненность бокового оттока элементов из-за неравномерного оттаивания мерзлоты на различных элементах нано- и микрорельефа.

Переувлажненные территории заняты гидроморфными почвами, среди которых в северной части равнины господствуют торфянисто-болотные и торфяно-болотные, а в южной части наряду с ними обычны солонцы, солоди, встречаются также солончаки.

Однако в тундровых глеевых почвах идет ряд процессов, которые хотя и в слабой степени, но способствуют их дифференциации.

Это процессы оглеения, нисходящая миграция, криогенное подтягивание веществ из минеральныхгоризонтов в органогенные и наоборот и, наконец, боковой сток, интенсивно идущий по органогенным горизонтам в период максимального оттаивания профиля.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

В связи с слабовыраженными процессами неосинтеза глин в криогенных почвах минералогический состав тундровых глеевых почв в значительной мере унаследуется от почвообразующих пород. Как правило, среди тонкодисперсных минералов илистой фракции преобладают гидрослюды (при почвообразовании на моренных и покровных суглинках и некоторых других почвообразующих породах). Но на полуострове Таймыр и северо-западе Аляски, например, где почвообразование идет на морских темноцветных суглинках, в илистой фракции тундровых глеевых почв преобладают смешаннослойные минералы и монтмориллонит.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Рис. 7 Состав и свойства тундровой глеевой типичной почвы [20] (составили В.А. Ковда, Б.Г. Розанова)

Гумус тундровых глеевых почв характеризуется преобладанием бесцветных подвижных гумусовых веществ типа фульвокислот. Отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот колеблется в пределах 0,1—0,6. В составе гумуса преобладают фракции, связанные с полуторными оксидами; большую долю составляют неспецифические вещества (30—40%).

Подвижность гумуса приводит к пропитанности профиля тундровых глеевых почв бесцветным органическим веществом. При наличии многолетнемерзлого водоупорного горизонта гумусовые соединения механически задерживаются над мерзлотой и накапливаются в надмерзлотном горизонте профиля.

Реакция тундровых глеевых почв в различных подзонах колеблется от кислой до слабокислой, почти нейтральной. Наиболее кислыми являются тундровые глеевые почвы южных тундр и лесотундры. Весьма существенно на реакции почв сказывается характер почвообразующих пород. Так, почвы на морских суглинистых отложениях (полуостров Таймыр, например) имеют слабокислую, почти нейтральную реакцию. В непосредственной близости от морских побережий на реакцию почв влияет принос солей с моря. Например, рН органогенного горизонта арктических тундр Югорского полуострова выше, чем в минеральных, за счет приносимых солей. Обычноже в тундровых почвах органогенные горизонты значительно кислее минеральных. Емкость поглощения тундровых глеевых почв небольшая, но степень ненасыщенности основаниями высокая, за исключением органогенных горизонтов. В связи с постоянным оглеением профиля и отсутствием выноса в тундровых глеевых почвах наблюдается высокое содержание подвижного Fe (II) (до 100 мг — FeO на 100 г почвы в вытяжке 0,1 н. H2SO4) и низкие ОВП от 200 до 500 мВ [20].

Для тундровых глеевых почв характерна высокая плотность, низкая порозность (особенно в глеевых горизонтах), слабая аэрация.

Низкая фильтрационная способность глеевых горизонтов обусловливает интенсивный боковой сток по органогенным горизонтам.

На почвенной карте СССР, подготовленной Почвенным институтом им. В. В. Докучаева, тундровые глеевые почвы названы глееземами тундровыми мерзлотными. В классификации почв Канады и в системе ФАО/ЮНЕСКО эти почвы относятся к криогенным глейсолям.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Тундровые глеевые почвы отличаются небольшой мощностью, малым содержанием гумуса, повышенной кислотностью и оглеенностью ( Оглеение – процесс восстановления окисных почвенных соединений, главным образом железа, в закисные, придающие почвам особые свойства, снижающие плодородие). Сельскохозяйственному освоению этих почв препятствуют их низкая температура, бедность питательными веществами, слабая микробиологическая активность. Внесение органических и минеральных удобрений, осушение повышают плодородие тундровых почв. Осушенные почвы лучше прогреваются, вечная мерзлота под ними летом залегает глубже, чем под заболоченными почвами.

Почвенно-растительный покров Западной Сибири отличают две основные особенности: классически выраженная зональность и высокая степень гидроморфизма (см. табл. 2). В Западной Сибири не только в тундре и лесотундре, как это имеет место на Русской равнине, но и в лесоболотной и лесостепной зонах большие площади занимают полугидроморфные почвы.

Таблица 2

Влажные и избыточно влажные территории Западной Сибири [19]

2.2. Характеристика основных типов почв тундровой зоны

В арктической подзоне господствует ландшафт пятнистых трещинно-нанополигональных тундр с площадью лишенных растительности пятен до 40—80%. Здесь преобладают тундровые глееватые почвы (тундровые слабооглеенные, арктотундровые) в сложной мозаике со специфическими минеральными почвами пятен, часто окарбоначенными и засоленными с поверхности. В типичной тундре с ее пучинно-бугорковатыми ландшафтами основной фон почвенного покрова создают тундровые глеевые почвы (типичные, гумусные, перегнойные, торфянистые). В южной тундре господствующую роль играют тундровые поверхностно-глеевые и тундровые глеевые оподзоленные почвы с явно дифференцированным по элювиально-иллювиальному типу профилем; они же преобладают и в лесотундре. На щебнистых хорошо дренированных породах распространены тундровые неглеевые иллювиально-гумусовые почвы — подбуры. В южной тундре и лесотундре, особенно на горных склонах, в условиях хорошего дренажа на песках и щебнистых породах распространены подзолы, преимущественно гумусо-иллювиальные. Во всей тундровой зоне характерно присутствие торфяных болот, площадь которых постепенно увеличивается к югу. Таким образом, почвенный покров тундры во всех ее подзонах очень сложный, комплексный, связанный с прихотливостью сочетаний водного и термического режимов, зависящих от мельчайших изменений рельефа и состава почвообразующих пород, условий поверхностного и внутрипочвенного стока.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Подзолистый горизонт А₂ образуется далеко не всегда, тем более в северной половине среднесибирской тайги. Вообще оподзоливание здесь характерно на тех материнских породах, в которые входят светлые, устойчивые к выветриванию минералы – кварц, полевой шпат, слюдянистые силикаты, т.е. в основном на песках и мезозойских песчаниках, развитых как раз в южной половине плоскогорья. Но подзолистый или просто осветленный горизонт не бывает толще 3-5 см, он обычно подстилается ярко-бурым горизонтом. Это обусловлено вымыванием железа и фульвокислот. С глубиной гумусовые вещества постепенно осаждаются вокруг минеральных зерен в виде гумусово-окисложелезистых соединений, окрашивая почву в бурый цвет. Яркость окраски вниз понижается, хотя повышаются железистые соединения. На малую дифференциацию почвенного профиля влияет мерзлотный экран, увлажняющий почву во время вегетационного периода. Большое содержание фульвокислот обусловливает сильнокислую реакцию почв с рН водной вытяжки 4-6. Малое количество гумуса и высокая кислотность не обеспечивают плодородия почвы [20].

На схеме почвенно–географического районирования России (рис. 7) север Западной Сибири входит в зону тундровых глеевых и тундровых гумусовых почв субарктики, где представлена фация очень холодных мерзлотных почв.

Зона тундр Западной Сибири входит в провинцию Северо-Сибирскую, Евразийской полярной области полярного почвенного – биоклиматического пояса.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Рис. 8 Почвенная карта СССР [28]

В Западной Сибири выделяют следующие типы тундровых почв: тундровые глеевые, тундровые подбуры (тундровые иллювиально-гумусовые), тундровые подзолистые Al—Fe-гумусовые, тундровые дерновые, тундровые вулканические, тундровые остаточно-карбонатные, тундровые слабобиогенные (почвы пятен). Наиболее распространены глеевые тундровые и тундровые подбуры.

Эти почвы отнесены под типу тундровых не глеевых почв, среди которых выделяют по содержанию гумуса и степени его разложенности горизонта и торфяности (50 – 60% органического вещества), торфенисто - перегнойные и перегнойные (20 – 40%) и грубогумусовые горизонты (с содержанием гумуса от 6 до 15%).

Профиль состоит из органогенного горизонта разной мощности и разной степени разложенности (от торфяных до маломощных грубогумусовых горизонтов А_O, A_OA₁, A₁) и нижележащей минеральной толщи, целиком или частично оглеенной (Bg, G). При близком залегании многолетней мерзлоты почвенный профиль замыкается мерзлым льдистым водонепроницаемым обычно глеевым горизонтом. При отсутствии многолетней мерзлоты ниже почвенного профиля залегает неоглеенная или слабооглеенная почвообразующая порода. Реакция почвы от сильно - до слабокислой. Ненасыщены по всему профилю или в верхней его части. Т.г.п. характеризуются отсутствием или слабой выраженностью элювиально-иллювиальной дифференциации профиля по илу, физической глине, R₂О₃, поглощенным катионам, гумусу.

Рассмотрим каждый тип почвы более подробно.

Ат – моховой покров (до 6 см), переходящий вниз в темно-коричневый торф, влажный, с обильными корнями Вд – глеевый горизонт, сизо-серого цвета, бесструктурный, вязкий, встречаются жилы льда. В верхней части иногда имеются ржавые пятна. Ниже – многолетняя мерзлота Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Рис. 9 Тундрово-глеевая почва [29]

Тундровые глеевые почвы подразделяются на следующие подтипы: аркто-тундровые; поверхностно-глеевые; надмерзлотно-глеевые; оподзоленные и др.

Тундровые подбуры (клеговиально – гумусовые) распространены во всех подзонах субарктической зоны, но наиболее типичны для типичной тундры и лесотундры. Такие почвы развиваются на хорошо дранированных супесчано – щебенистых отложениях и породах легко механического состава. Они оттаивают на большую глубину по сравнению с суглинистыми и глинистами почвами и обладают большой водопроницаемостью, что способствует лучшей аэрации почв и создает условия для вымывания и выщелачивания.

Профиль имеет следующее морфологические строения

AufBf - до 5-7 см, серо-бурого или серо-коричневого цвета, непрочно-комковатый, легкосуглинистый, с многочисленными включениями шебнистого материала; переход в следующий горизонт постепенный. BhFe, Al - мощностью до 20 см, имеет более яркий коричневато-бурый цвет, иногда с охристыми пятнами; более плотный, комковатый, легкосуглинистый, пронизан отдельными корнями растений; значительные включения щебнисто-древянистого материала увеличиваются с глубиной, постепенно полностью замещая мелкозем и переходя в хрящевато-щебневатую почвообразующую породу.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Рис. 10 Тундровые подбуры [29]

- горизонт A_o – мохово–лишайнековая подушка с мощностьб 1 -5 см;

- горизонт А₁ - мощности от до 20-25 см, сухоторфянистый, темно-коричневого цвета с сероватым оттенком; сложен в основном из полуразложившихся растительных остатков, густо переплетенных корнями; мелкоземистая часть имеет мелкокомковатую непрочную структуру и легкий механический состав; характерен резкий переход в нижележащий горизонт (по признаку увеличения количества мелкозема);

- горизонт AufBf - мощностью до 5-7 см, серо-бурого или серо-коричневого цвета, непрочно-комковатый, легкосуглинистый, с многочисленными включениями шебнистого материала; переход в следующий горизонт постепенный;

- горизонт BhFe, Al - мощностью до 20 см, имеет более яркий коричневато-бурый цвет, иногда с охристыми пятнами; более плотный, комковатый, легкосуглинистый, пронизан отдельными корнями растений; значительные включения щебнисто-древянистого материала увеличиваются с глубиной, постепенно полностью замещая мелкозем и переходя в хрящевато-щебневатую почвообразующую породу.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Глава III. Современное состояние почвенного покрова тундры Западной Сибири

3.1. Факторы влияния деятельности человека на тундровые почвы Западной Сибири

Западно - Сибирский регион, активно развивающийся в промышленном отношении, в последние годы характеризуется нарастанием напряженности экологической обстановки. Ряд городов и промышленных районов Западной Сибири может быть отнесен к зонам экологического бедствия. Основная

причина этого — несоответствие масштабов техногенного воздействия на природную среду и мер по ее сохранению, восстановлению и охране. Конкретно это выражается в непрерывном нарастании площадей и объемов добычи нефти и газа со степенью выработки месторождений более 50%, использовании старых технологий. К осложняющим факторам относится слабый учет устойчивости природных ландшафтов к техногенным воздействиям, которая связана с особенностями зоны распространения многолентемерзлых пород и климатическими условиями рассеивания загрязнителей в атмосфере.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

В тех районах Севера, где ощущается недостаток естественных луговых угодий, большую роль может сыграть возделывание многолетних трав. Травы на Крайнем Севере способны при благоприятных условиях агротехники давать урожаи сена от 20 до 60 ц/га. Кроме трав наиболее распространенной в настоящее время кормовой культурой является овес (70—150 ц зеленой массы/га). Перспективными культурами могут быть также ячмень, озимая рожь, некоторые кормовые корнеплоды и клубнеплоды.

Исследования показали, что несовершенство с эколого-гигиенических позиций технологических и технических решений ведет к формированию источников диффузного и локального загрязнения почвы. В качестве первых выступают выбросы в атмосферный воздух, вторых – неутилизируемые твердые и жидкие концентрированные промышленные отходы (ТЖПО).

При таянии снега значительная часть химических веществ поступает в почву, диффузное загрязнение которой вследствие выбросов в атмосферу от химических, теплоэнергетических предприятий значительно.

Доли влияния атмосферных выбросов на загрязнение почвы фенолом, формальдегидом, сульфатами, нитратами в природно-климатических условиях Западной Сибири могут достигать 47…62 %. Что касается источников локального загрязнения почвы, то при существующих технологиях химических производств на 1 т получаемой готовой продукции образуется 0,5…153 кг ТЖПО. В результате в местах складирования и хранения отходов на свалках, шламохранилищах, гидро-, золоотвалах вблизи промышленных городов накапливаются сотни тысяч тонн токсичных отходов.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Рис. 11 Экологическая карта России [28].

Для оценки эколого-гигиенической прогрессивности технологических и технических решений производств целесообразно использовать следующие интегральные относительные показатели [15]:

- масса (кг) образующихся ТЖПО на 1 т готовой продукции (кг/т) или на 1 мВт производимой электроэнергии (кг/1 мВт) или на 1 млн. руб ВВП (кг/млн. р.);

- среднемесячная масса вредных веществ, поступающих из атмосферного воздуха в почву (снег) на 1 га территории (г/га), соотнесенная к 1 т готовой продукции или к 1 мВт полученной электроэнергии или к 1 млн. руб ВВП.

Предлагаемые относительные показатели позволяют сравнивать и оценивать эколого-гигиеническую прогрессивность различных по мощности, технологиям и отраслям производств, а также принимаемых технико-экономических решений.

В природно-климатических условиях Западной Сибири невысокая среднегодовая температура воздуха и длительный снеговой период снижают самоочищающую способность почвы от экзогенных химических веществ.

Весной в промышленных городах при таянии снега создаются ударные нагрузки на почву вредными веществами и, как следствие, массовые концентрации их увеличиваются в почве промышленных зон в 2,2…3,5 раза, пригородных зон в 1,6…2,1 раза.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

3.2. Меры сохранения естественного почвенного покрова и рекультивации территории тундры

В районах распространения тундровых глеевых почв традиционными формами хозяйства являются оленеводство, рыболовство, охотничий промысел. В последние десятилетия появились также очаги звероводства. Биологические ресурсы тундры и лесотундры достаточно велики: здесь добывается много пушнины и рыбы, выпасается около 3 млн. домашних оленей и обитает несколько сот тысяч диких северных оленей. Поэтому основная часть территории используется как пастбища для оленя (Е. Е. Сыроечковский, 1974).

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

- значительная заболоченность территории и наличие многочисленных полузамкнутых водоемов, характеризующихся низкими скоростями водообмена;

- широкое развитие мощных торфяных отложений, играющих роль своеобразного геохимического барьера в распространении техногенных потоков рассеяния поллютантов и являющихся источником поступления в гидросферу широкого спектра природных органических соединений.

Для выяснения особенностей органического загрязнения природных геосистем в условиях Западной Сибири в 1997 году на ряде месторождений Сургутского района были выполнены следующие виды исследований:

- оценка современного уровня органического загрязнения природных геосистем (почв, вод, донных отложений) в районах нефтепромысловых объектов с различным сроком эксплуатации;

- оценка возможных масштабов поступления в водную среду органических поллютантов на основе лабораторного моделирования систем "нефть - вода", "порода - вода".

Влияние на формирование органической составляющей поверхностной гидросферы природных и техногенных факторов носит во многих случаях одномасштабный характер. Биодеградация нефтяных соединений может привести к значительному изменению их структурно-группового и углеводородного состава и затруднить их идентификацию. Учитывая условность выделения некоторых групп органических соединений и недостатки используемых методов их определения, следует еще раз подчеркнуть необходимость комплексного подхода к изучению природы органического загрязнения гидросферы в нефтедобывающих районах.

Защита почв от загрязняющих ее продуктов техногенеза базируется прежде всего на совершенствовании технологии и принципов организации производства. Создание замкнутых технологических систем, организация производства без отходов приводит к резкому, почти полному сокращению поступления в почву продуктов техногенеза.

Помимо предупредительных мер, важное значение имеют меры по ликвидации существующего загрязнения.

При атмосферном загрязнении почв тяжелыми металлами и другими токсичными компонентами, когда они концентрируются в больших количествах в самых верхних сантиметрах почвы, возможно удаление этого слоя и захоронение его.

В настоящее время получен ряд химических веществ, которые способны инактивировать тяжелые металлы в почве или понизить их токсическое действие. Это ионообменные смолы, образующие хелатные соединения с тяжелыми металлами. Ионообменные смолы вносят в почву в дозах, определяемых уровнем загрязнения.

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Важнейшим условием рационального использования природы является сохранение почвы, поэтому почвенно-растительный слой снимается и складывается в отвал, с последующим ее использованием.

Глава IV. Использование материалов дипломной работы в школьном курсе географии

Тема урока: Почвы России

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Заключение

Нужен полностью диплом пиши на почту www.dimon6868@mail.ru

Литература

1. Алексеев А.И. и др. «География России. 1 кн. Природа и население», 8 класс. – М.: Дрофа, 2003

2. Берг Л.С. Географические зоны Советского Союза. - М., 1947. - Т. 1; М., 1952. - Т. 2.

3. Воскресенский С.С. Геоморфология СССР. - М., 1968.

4. Геокриология СССР. Западная Сибирь. Под редакции Э.Д. Ершова. – М.: Недра, 1989.

5. Герасимова М.И. География почв СССР. - М., 1987.

6. Голубчик М.М., Евдокимов С.П., Максимов Г.Н. История географии. - Смоленск, 1998.

7. Зайцев В.И. Гигиеническая оценка загрязнений окружающей среды при многолетней эксплуатации сосредоточенных химических предприятий / В.И. Зайцев, А.П. Михайлуц. - Кемерово, 2001. - 191 с.

8. Заповедники и национальные парки России. - М., 1998.

9. Копанев И.Д. Снежный покров на территории СССР. - Л., 1978.

10. Лазько Е.М. Региональная геология СССР. В 2-х томах. Том 2.Азиатская часть. М.: Недра, 1975

11. Ливеровский Ю.А. Почвы СССР. - М., 1974.

12. Лобова Е. В., Хабаров А. В. Почвы. М., 1983.

13. Мещеряков Ю.А. Рельеф СССР. - М., 1972.

14. Мильков Ф.Н. Природные зоны СССР. - М., 1977.

15. Михайлуц М.Ф. Эколого-гигиенические аспекты химического загрязнения почвы в промышленных городах Сибири // ЭКО-бюллетень ИнЭкА № 1 (126), январь-февраль 2008.

16. Морфоструктура и морфоскульптура платформенных равнин СССР и дна окружающих его морей. - М., 1986.

17. Морфоструктура и морфоскульптура гор и общие закономерности строения рельефа СССР. - М., 1986.

18. Мячкова Н.А. Климат СССР. - М., 1983.

19. Николаев Н.И. Неотектоника и ее выражение в структуре и рельефе территории СССР. - М., 1962.

20. Почвоведение. Учеб. для ун-тов. В 2 ч./Под ред. В. А. Ковды, Б. Г. Розанова. Ч. 2. Типы почв, их география и использование.— М.: Высш. шк., 1988. — 368 с.

21. Почвы СССР. Т.В. Афанасьева, В.И. Василенко и др. Ответственный редактор Т.В. Добровольский. – М.: Мысль, 1979 – 380 с.

22. Проблемы экологии России. - М., 1993.

23. Раковская Э.М., Давыдов М.И. Физическая география России. Учеб. Для студентов педагогических высших учебных заведений. Часть 2. М.: ВЛАДОС, 2001.

24. Смирнова М.Н. Основы геологии СССР. - М., 1984.

25. Советский Союз. Общий обзор. М.: Мысль, 1972

26. Физическая география СССР / Алпатьев А.М., Архангельский А.М., Подоплелов Н.Я., Степанов А.Я. - М., 1973-1976. - Ч. 1-2.

27. Четвертичное оледенение на территории СССР. - М., 1987.

28. http://www.mapguide.ru/projects/index.cfm

29. http://geo-tur.narod.ru/index.htm