5 преобладающих типов почв Западно-Сибирской равнины и растительность
Западно-Сибирская равнина расположена на западе Азии. Климат – континентальный на севере и умеренный на остальной части – обуславливает формирование почвенных зон. Рассмотрим особенности почв Западно-Сибирской равнины, преобладающие типы: тундрово-глеевые, подзолистые и дерново-подзолистые, мерзлотно-таежные, черноземы и лугово-черноземные. Какая растительность произрастает на них.
Особенности почв Западной Сибири
Континентальность климата усиливается к юго-востоку равнины, в целом, он более контрастный, чем на расположенной рядом Русской равнине, но мягче, чем в Восточной Сибири. На северной и центральной части равнины коэффициент увлажнения превышает 1, что указывает на избыточное увлажнение. В подобных условиях происходит заболачивание территории, которое в некоторых местах достигает 80 %.
На трети территории Западной Сибири располагаются болота. Их развитие обусловлено равнинным рельефом, сильным увлажнением, длительным половодьем, слабым дренированием и подстилающим слоем вечной мерзлоты. В болотах много торфа. На юге коэффициент менее 1, что указывает на недостаточное увлажнение.
Природные зоны Западной Сибири простираются с выраженной зональностью. Расположены, сменяя друг друга с севера на юг: тундра, лесотундра, леса с болотами, лесостепь, переходящая в степь. В Западной Сибири нет смешанных и широколиственных лесов, как на Русской равнине, нет зоны полупустынь и пустынь.
Преобладающие типы
Почвы равнины с севера на юг: тундрово-глеевые, подзолистые и дерново-подзолистые, их сменяют черноземы и лугово-черноземные. Большинство грунтов, в отличие от этих же типов на Русской равнине, обладают признаками оглеения. На юге равнины есть солонцы и солоди.
Тундрово-глеевые
Состоят из тонкой (3-5 см) торфяной подстилки, после нее идет сероватый или бурый влажный перегнойный уровень толщиной не более 20 см, в котором развиваются корни растений. Иногда он может отсутствовать. После гумусного слоя располагается суглинистый иллювиальный горизонт 8-12 см толщины. Цвет бурый с сизыми и ржавой окраски пятнами. Последний уровень представлен сероватым или сизым глеевым суглинком. Часто в нем находится значительное количество ледяных прожилок.
Подзолистые и дерново-подзолистые
Дерновый слой маломощный, содержит мало азота и фосфора, но включает 4-7 % гумуса. В отличие от подзолистой земли, дерново-подзолистая более структурированная, имеет большую влагоемкость. Формирование этого типа происходит в относительно холодном и влажном климате.
Западносибирский дерновый подзол образуется на плоских ровных участках с близко подходящими грунтовыми водами. Главные почвообразующие породы – морены и отложения водно-ледникового типа. Образуются подзолы под плотными хвойными смешанными лесами. Из-за небольшой освещенности на земле могут расти лишь теневыносливые растения. Но эта же особенность и лесная подстилка удерживают влагу, не давая ей испаряться.
Мерзлотно-таежные
Формируются в регионах с вечной мерзлотой. Из-за недостаточного промывания водой вынос питательных веществ затруднен. Глубина почвенного профиля нередко не превышает 1 м. Мерзлотно-таежная земля не скапливает много гумуса, толщина его слоя не превышает 10 % от общего объема.
Черноземы
Черная земля находится преимущественно на юге и юго-востоке равнины, расположены под лесостепями и степями, на легких суглинках. Черноземы юга Омской области и севера Казахстана выделяются глинистым механическим составом. У поверхности находятся карбонатные массы. На юге лесостепи простираются типичные средние, а на севере – слабовыщелоченные мощные черноземы. По содержанию гумуса и питательных веществ это самые плодородные земли на равнине.
Лугово-черноземные
По большей части, расположены в регионе лесостепей, но могут встречаться в степной зоне и заходить в зону лиственных лесов. Преимущественно находятся в низменных районах равнины. Ближе к востоку они сосредоточены в понижениях Забайкальских межгорий, в западной части – в Окско-Донской низменности.
Из-за геологических и климатических отличий от черноземной зоны лугово-черноземные почвы образуются при повышенном увлажнении, которое создается интенсивным скоплением осадков и грунтовыми водами, подходящими на 3-7 м к поверхности почвы.
Степная лугово-черноземная земля дает жизнь богатому разнотравью, под лиственными лесами находится разреженная травянистая растительность.
Растительность
Растения Западно-Сибирской равнины похожи на растения, растущие на соседней Русской равнине, но есть и отличия, связанные с более суровым климатом и высокой увлажненностью.
В лесотундре господствует лиственница, а не ель, как на Русской равнине. Смешанные леса состоят здесь из сосен и берез. Большие территории Западной Сибири занимает пойменная и болотная растительность.
В лесах тайги, которая занимает наибольшую площадь равнины, растут не только ель и сосна, но и кедр, пихта, лиственные породы. Лесостепь Западной Сибири – это сочетание осиново-березовых перелесков и участков степей с луговой растительностью.
Степи на 90 % распаханы. На нетронутых участках растут ковыли, тюльпаны, ирисы, тимьян, типчак, полынь. Во влажных местах растут кустарники, шиповник, жимолость, спирея, в поймах рек расположены заболоченные луга.
Почвы Западно-Сибирской равнины разнообразны по строению и морфологическим признакам. Хозяйственную ценность представляют дерново-подзолистые, лугово-черноземные и черноземные почвы.
Источник
«Геохимия ландшафтов севера Западно-Сибирской равнины: структурно-функциональная организация вещества геосистем и проблемы экодиагностики . »
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
На правах рукописи
Московченко Дмитрий Валерьевич
Геохимия ландшафтов севера
структурно-функциональная организация вещества
геосистем и проблемы экодиагностики
Специальность 25.00.23 — физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук
Работа выполнена в Институте проблем освоения Севера СО РАН Официальные доктор географических наук, член-корреспондент РАН оппоненты: Снытко Валериан Афанасьевич, Институт истории естествознания и техники им. С.И.Вавилова РАН доктор геолого-минералогических наук Опекунов Анатолий Юрьевич, С.-Петербургский государственный университет доктор географических наук Шилин Михаил Борисович, ООО «Нефтегазгеодезия»
Ведущая организация Институт географии СО РАН им.В.Б.Сочавы, г.Иркутск
Защита диссертации состоится 19 октября 2010 года в 15 часов на заседании совета Д.212.232.64 по защите докторских и кандидатских диссертаций при СанктПетербургском государственном университете по адресу: 199178, г. Санкт-Петербург, В.О., 10 линия, д. 33, центр дистанционного обучения «Феникс» e-mail:
spb.geograph@gmail.com Факс: (812)
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета по адресу: 199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., д.
Автореферат разослан « » июня 2010 года
Ученый секретарь диссертационного совета, д.г.н. С.Н.Лесовая
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Необходимость изучения вещественно — динамических показателей геосистем Западной Сибири в значительной степени обусловлена усилением техногенного воздействия при разработке месторождений углеводородного сырья. Усилиями множества представителей науки, средств массовой информации и литературы факт загрязнения природной среды при добыче нефти и газа воспринимается как аксиома, что имеет под собой веские основания. Ежегодно на нефтепромыслах происходят тысячи аварий различной степени тяжести, попутный газ зачастую сжигается на факельных установках, отходы производства являются источником токсичных веществ. Однако современный уровень знаний, накопленный при изучении геохимии природных и техногенных ландшафтов Западной Сибири, был и остается недостаточным, как вследствие масштабов стоящей проблемы, так и несовершенства научнометодического обеспечения. Многие районы остаются слабо исследованными, разнообразие природных условий и широкий спектр загрязняющих веществ делают крайне сложным анализ ответной реакции природных комплексов различного ранга на техногенное воздействие. Зачастую работы по изучению техногенеза и мониторингу загрязнения выполняются без четкой методической основы, а недостаточная изученность структурно-функциональной организации геосистем затрудняет правильную интерпретацию полученных в ходе опробования результатов. Все это определяет необходимость комплексного регионального исследования, нацеленного на получение максимально детальной и объективной оценки ландшафтно-геохимических особенностей территории и воздействия техногенеза на ландшафтную сферу.
Объектом исследования являются геохимические ландшафты северной части Западно-Сибирской равнины, включая зону тундр, подзоны северной и средней тайги.
Предмет исследования – процессы миграции и аккумуляции вещества в геосистемах спонтанного развития и их техногенных модификациях. Цель исследований – обоснование эколого-геохимических критериев рационального природопользования на основе анализа закономерностей формирования химического состава природных и техногенных ландшафтов севера Западной Сибири. Для достижения этой цели решались следующие задачи:
1. Оценить влияние литогенной основы на содержание и распределение химических элементов в почвах региона и уточнить их биогеохимические особенности.
2. Изучить особенности радиальной и латеральной дифференциации вещества в репрезентативных ландшафтно-геохимических системах.
3. Выявить закономерности биогенной и водной миграции вещества и их соотношение в различных ландшафтных условиях.
4. Проследить особенности техногенной миграции химических элементов и их соединений в атмо-, гидро – и педосфере, установить характер взаимодействия компонентов природной среды с миграционным потоком; исследовать интенсивность и оценить результаты этого взаимодействия.
5. Обосновать выбор наиболее информативных геохимических критериев оценки экологической ситуации и устойчивости геосистем.
6. Оценить пространственно-временную динамику химического состава вод главных рек таежной зоны Западной Сибири под влиянием антропогенных факторов.
7. Обосновать региональные гидрохимические нормативы для таежной зоны Западной Сибири.
Научная новизна В работе впервые на обширном фактическом материале проведен системный анализ ландшафтно-геохимической структуры северной части Западно-Сибирской равнины на различных уровнях организации (топологическом и региональном). Новыми являются региональные оценки микроэлементного состава почв с учетом их типологической принадлежности и почвообразующих пород различного генезиса. Впервые на региональном уровне проведено изучение аэротехногенных выпадений тяжелых металлов с применением различных методик. Впервые проведен анализ закономерностей миграции веществ в пределах водосборных бассейнов разного ранга для таежной зоны Западной Сибири. Доказано формирование в районе Самотлорского месторождения стабильной техногенной гидрохимической аномалии, что позволило обосновать новые принципы ландшафтно-геохимического районирования Западной Сибири. На основании анализа геохимических характеристик ландшафта выделены индикаторные вещества, характеризующие интенсивность и формы трансформации геосистем. Обоснованы региональные нормативы содержания приоритетных загрязнителей в поверхностных водах таежной зоны Западной Сибири по данным комплексного анализа гидрохимических и гидробиологических показателей.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Формирование ландшафтно-геохимической структуры происходит на фоне бедного микроэлементного состава пород, повышенной водной миграции и активного биологического накопления, наиболее сильно выраженного в автоморфных условиях плакоров.
2. Техногенные нарушения на участках нефтегазодобычи приводят к изменению химического состава компонентов ландшафта и трансформации циклов миграции вещества, причем изменение биогеохимической миграции наиболее сильно выражено у микроэлементов, проявляющих катионогенные свойства в ландшафтах кислого и кислого глеевого классов.
3. Экологическую ситуацию в регионе эффективно характеризуют гидрохимические показатели; нарушение принципов рационального природопользования приводит к формированию локально-региональных гидрохимических аномалий.
4. Использование региональных гидрохимических нормативов при анализе техногенного загрязнения более эффективно, чем применение действующей системы Теоретическая и практическая значимость В работе обоснованы теоретические положения о ведущей роли биогеохимической миграции вещества для формирования ландшафтно-геохимической структуры территории. Доказано, что миграционная активность химических элементов зависит от их принадлежности к геохимическим группам, вычислены коэффициенты водной и биогенной миграции для различных ландшафтно-геохимических условий, что позволяет прогнозировать самоочищение геосистем и их устойчивость. Выделены индикаторные геохимические показатели и обоснованы региональные гидрохимические нормативы, которые являются основой для мониторинговых исследований и комплексной оценки экологической ситуации. Показано, что при несоблюдении принципов рационального природопользования техногенная миграция вещества приводит к смене инвариантного начала геосистем.
Результаты исследований были использованы научно-производственными организациями и государственными природоохранными структурами в работах по оценке состояния окружающей природной среды на месторождениях нефти и газа в Западной Сибири, применены для обоснования систем природопользования, в том числе на особо охраняемых природных территориях. Проведенные обобщения используются в практике работ проектных организаций, а также при мониторинге состояния окружающей среды в регионе.
Фактический материал и личный вклад соискателя. Диссертационная работа основана на материалах, полученных автором в период с1989 по 2009 гг. в ходе фундаментальных и прикладных исследований Института проблем освоения Севера СО РАН, а также инициативных проектов. Основной объем данных был собран в процессе выполнения работ по программе геолого-экологического картирования России масштаба 1:1000 000 (1993-1995 гг.), гранта фонда Мак-Артуров «Нефтегазодобыча и окружающая среда: эколого-геохимический анализ Тюменской области» (97-47069AFSU), гранта РФФИ «Оценка антропогенной трансформации окружающей среды Тюменской области и ее социальных последствий в сфере воздействия нефтегазодобывающего комплекса» (99-05-65695), программы создания и расширения системы особо охраняемых природных территорий Ханты-Мансийского автономного округа (1998федеральной целевой программы «Биологическое разнообразие». Часть исследований проведена в рамках изысканий, имеющих целью оценку состояния окружающей природной среды на месторождениях нефти и газа (ОСОС) и прогноз потенциальных последствий техногенного воздействия (ОВОС).
Автору принадлежит постановка задач исследований, сбор и анализ материалов.
В процессе проведения исследований автором отобрано более трех тысяч проб почв, почвообразующих пород, донных отложений и растений. Помимо данных, полученных лично, были использованы фондовые материалы научных и научнопроизводственных организаций, полученные в рамках программ оценки состояния окружающей среды и производственного мониторинга, при этом анализ и обобщение данных наблюдений проводились при непосредственном участии автора. По тематике исследования в 1999 году автор награжден премией им.академика В.Б.Сочваы за лучшую работу молодых ученых СО РАН в области географии.
Апробация. Результаты исследований докладывались и обсуждались на XI Всесоюзной конференции «Микроэлементы в биологии и их применение в сельском хозяйстве и медицине» (Самарканд,1990), III международной конференции «Освоение Севера и проблемы рекультивации» (Санкт-Петербург, 1996), всероссийской конференции «Экологический риск: анализ, оценка, прогноз» (Иркутск, 1998), всероссийской научно-практической конференции «Геоэкологические аспекты функционирования хозяйственного комплекса Западной Сибири» (Тюмень, 2000), международном конгрессе «Вода: экология и технология. Экватек-2006» (Москва, 2006), международной научной конференции «Геохимия биосферы» (Москва,2006), всероссийской конференции «Проблемы сохранения, использования и охраны культурного и природного наследия Сибири и Дальнего Востока (Томск, 2008), на итоговых научных сессиях Института проблем освоения Севера СО РАН (Тюмень,2001-2005) и в ходе региональных научных конференций.
Публикации. Результаты исследований изложены в 46 научных публикациях, в том числе в 5 монографиях, написанных лично и в соавторстве;11 статей опубликовано в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 3– в зарубежных рецензируемых изданиях.
Структура и объем работы. Диссертация представляет собой рукопись объемом 391 страницу, состоящую из введения, 6 глав, заключения, включает 89 таблиц и 96 рисунков. В списке литературы 328 источников на русском и английском языках.
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность своему учителю и научному консультанту М.Д. Скарлыгиной-Уфимцевой и считает своим долгом упомянуть д.г.н. И.А.Некрасова, д.г.-м.н. Л.Л.Подсосову, способствовавших становлению систематических эколого-геохимических исследований в Тюменской области. В ходе исследований автор пользовался поддержкой, помощью и советами к.б.н. Э.И.Валеевой, д.б.н. С.П.Арефьева, к.б.н. Т.А.Шараповой, д.т.н.
В.Р.Цибульского, которым выражает признательность и благодарность.
Глава 1. ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИ СБАЛАНСИРОВАННОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕВЕРНЫХ
РАЙОНАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
В главе отражено значение ландшафтно-геохимического подхода в решении проблем, связанных с оценкой и прогнозом состояния геосистем. Отмечено, что биологический круговорот веществ с его преимущественно аккумулятивной направленностью является одним из основных процессов саморегуляции геосистем. Проведено деление геохимических характеристик на инвариантные (характеризующие имманентные свойства ландшафта) и индикаторные, отражающие сущность происходящих экзо- и эндогенных процессов. Кратко отражена история ландшафтно-геохимических и биогеохимических исследований в северных районах Западной Сибири, отмечен вклад М.А.Глазовской, Н.П.Солнцевой, Е.Г.Нечаевой. Рассмотрены эколого-геохимические проблемы региона, связанные с добычей нефти и газа, приведены факты, свидетельствующие об интенсивности техногенеза.
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ В основу работы легли материалы, полученные автором в ходе многолетних исследований в северной части Западной Сибири. Сравнительно-географический метод реализован через изучение различных природных обстановок. Полевые исследования охватывали природные зоны Западной Сибири от арктических тундр полуострова Ямал до южнотаежной подзоны и включали работу на ключевых участках и маршрутное геохимическое опробование. Обследованные ключевые участки отражают как типологическое многообразие природных ландшафтно-геохимических условий, так и различные варианты техногенного воздействия со специфичным набором загрязнителей. Распределение ключевых участков, исследования на которых выполнены лично автором, отображено на рис.1. Работы на ключевых участках выполнены с применением традиционной методики ландшафтно-геохимических исследований [Глазовская, 1964]. Объектами изучения служили репрезентативные для ландшафта элементарные подразделения – фации, образующие сопряженные ряды в соответствии с направленностью и протяженностью потоков вещества. Для обоснованного выбора участков исследований и выявления однородных ландшафтно-геохимических структур использовались тематические карты (геоботаническая, геологическая, ландшафтная) и данные дистанционного зондирования – аэрофото- и космоснимки высокого разрешения. Метод анализа ДДЗ использован также при изучении техногенеза – оценки площади механических нарушений, выявления источников загрязнения и их типологии.
Для определения основных закономерностей распределения химических элементов в основных типах почв и изучения ландшафтно-геохимических сопряжений лично автором отобрано более 2300 почвенных образцов. При характеристике региональных геохимических особенностей почвенного покрова был использован подход, сочетающий в себе характеристику основных процессов, формирующих геохимические свойства почв, анализ радиальной дифференциации вещества в преобладающих типах почв, описание пространственной неоднородности химического состава почвенного покрова, проявляющейся на межфациальном (топологическом) и межландшафтном (региональном) уровне.
Определение микроэлементного состава почв проводилось с использованием методов приближенно-количественного эмиссионного спектрального анализа и атомно-абсорбционной спектрофотометрии. В 250 пробах почв также определялись основные агрохимические показатели. Определение абсолютного возраста образцов торфа было выполнено методом радиоуглеродного анализа для оценки скорости торфонакопления и хронологического анализа интенсивности атмосферных выпадений металлов.
Для выявления закономерностей формирования химического состава донных отложений, являющихся конечным звеном миграционного ряда, был проведен отбор проб в 470 пунктах опробования, что позволило определить особенности седиментации в основных водных объектах таежной зоны Западной Сибири.
Исследование химических характеристик фитобиоты выполнено для оценки важнейшего показателя метаболизма геосистем — биогенной миграции, уточнения и детализации характеристик Западно-Сибирской биогеохимической провинции, а также для выявления закономерностей атмосферных выпадений металлов. Для этого были отобраны более 500 проб растений, относящихся к эдификаторам и доминантам различных экосистем. В тундровой зоне исследован состав преобладающих экобиоморф (кустарники, кустарнички, травянистые растения, мхи и лишайники); в таежной зоне основное внимание уделено биогеохимии верховых болот, для чего проведено исследование состава основных торфообразователей. Для оценки закономерностей аэротехногенных выпадений тяжелых металлов была разработана и апробирована методика, учитывающая региональные закономерности флористического и фитоценотического разнообразия и основанная на изучении микроэлементного состава споровых растений – биомониторов (напочвенного лишайника Cladina stellaris и эпифитного лишайника Hypogymnia physodes). Для уточнения особенностей воздушной миграции веществ был проведен анализ состава снегового покрова.
Геоэкологическая компонента исследования была реализована в ходе изучения месторождений углеводородного сырья и прилегающих к ним участков. Автором лично обследовано более 30 месторождений. Анализ геохимии техногенеза потребовал учета ряда методических принципов: системности, динамичности и направленности процессов. Для оценки техногенного воздействия были проведены исследования месторождений, различающихся по типу добываемого сырья (нефтяные, газовые, газоконденсатные), длительности эксплуатации и интенсивности техногенеза. Таким образом, изучены формы техногенных геохимических преобразований ландшафтов на различных стадиях нефте- и газодобычи.
Водные геосистемы рассматривались в качестве приоритетных объектов изучения и анализа экологической ситуации. Основой для регионального экологогидрохимического анализа послужили данные производственного мониторинга на территории Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО), собранные в единой информационной системе хранения и обработки данных. Всего обработаны данные по 151 лицензионному участку. Общее число проанализированных проб (более 50 тысяч), длительный период наблюдений (более 15 лет) и значительный территориальный охват позволяют говорить о достаточно объективной характеристике гидрохимического режима водных объектов.
Полученные в результате анализов данные были сгруппированы в выборки по географическим районам, типам пород и почв, видам растений. Также была проведена группировка по типам антропогенного воздействия в пределах локальных участков техногенеза (участки разведочных буровых работ, участки промышленной эксплуатации, селитебные зоны, фоновые районы). Вычисление статистических характеристик (среднего арифметического М, ошибки среднего m, медианы Ме, стандартного отклонения SD, выборочного коэффициента корреляции r) проводилось с использованием программ Excel и Statistica-6. Дальнейшая математическая обработка результатов включала вычисление показателей, характеризующих процессы аккумуляции и миграции вещества: кларков концентрации элементов (Кk), коэффициентов радиальной (Кр) и латеральной (Кл) дифференциации, коэффициента накопления Rk (среднее из кларков концентрации элементов по отношению к кларку почв), а также показателей, характеризующих дифференциацию почвенно-грунтовой толщи и миграционной активности отдельных химических элементов по методике Е.Г.Нечаевой [1971;1974;1985]. Для уяснения общих закономерностей водной миграции вещества были рассчитаны коэффициенты водной миграции. Для участков техногенеза рассчитаны коэффициенты концентрации Кс и суммарный показатель химического загрязнения Zc, определена геохимическая ассоциация данного объекта – ранжированный ряд коэффициентов концентрации изучаемых элементов.
При оценке уровня загрязнения водных объектов традиционная система нормирования, основанная на предельно-допустимых концентрациях, экологогидрохимических градациях и суммирующих коэффициентах оказалась не вполне соответствующей поставленным задачам ввиду региональной специфики гидрохимических условий. Для преодоления методических затруднений был проведен анализ особенностей гидрохимического режима, пространственных закономерностей формирования химического состава и разработаны региональные нормативы — ориентировочнодопустимые концентрации различных веществ в поверхностных водах (ОДКрег) с применением методики детерминационного анализа, предусматривающей сопряженный анализ гидрохимических и гидробиологических данных.
Глава 3. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЛАНДШАФТОВ ТУНДРОВОЙ
Условия формирования ландшафтно-геохимической структуры и дифференциация литогеохимического фона. В главе рассмотрены основные геохимические особенности зоны тундр. Подчеркнуто, что общими чертами природных условий региона, определяющих формирование ландшафтно-геохимической структуры, являются повсеместное распространение многолетнемерзлых пород, замедленный темп биологического круговорота, переувлажненность, широкое распространение восстановительной обстановки в почвах. На 11 ключевых участках проведен анализ микроэлементного состава почвообразующих пород, различающихся по генезису. Результаты анализов свидетельствуют, что наибольшее влияние на содержание химических элементов в почвообразующих породах оказывает гранулометрический состав. Содержание микроэлементов в песчаных породах в 1,3- 3 раза меньше, чем в суглинистых.
Максимальные концентрации микроэлементов выявлены в морских породах Бованенковского месторождения и в отложениях предгорий Приполярного Урала, минимальные – в озерно-аллювиальных отложениях южной части Уренгойского месторождения. По сравнению с кларками, суглинистые породы характеризуются сниженным содержанием свинца, цинка и стронция. Содержание марганца, титана, хрома в большинстве обследованных пород близко к среднемировым показателям. В распределении марганца, кобальта и никеля наблюдаются значительные пространственные различия – наряду с зонами аккумуляции существуют и зоны рассеяния, свойственные отложениям озерно-аллювиального генезиса.
Геохимические особенности почвенного покрова. Обобщенные данные, характеризующие элементный состав почв тундр, по данным обследования различных газоконденсатных месторождений (ГКМ) и прилегающих территорий, представлены в табл.1.
Элементный состав почв тундр Западной Сибири, M±m (мг/кг) Элементы Mn 258±52 693±81 289±86 76±20 79±17 40±5,4 48±12 362±98 270± Cu 10,2±1,8 20±2,1 13±1,9 6,9±1,3 7,0±1,5 3,5±0,7 8,0±0,6 5,6±0,8 9,4±1, Ni 9,4±1,9 24±4,7 10±2,0 39±12 21±3,1 43±18 68±29 13±1,7 13,3±3, Zn 18±3,2 36±7,3 25±2,9 9,8±2,3 9,8±1,8 7,7±1,1 24±8,4 20±2,8 22±7, Cr 13±1,5 48±3,7 8,6±1,6 30±8,5 17,4±2,7 17±3,1 32±2,9 33±5,0 46±8, 7,3±0,9 72±6,4 17±2,1 9,5±0,6 12,5±1,1 8,5±1,0 5,6±0,7 — Co 7,5±1,5 10,1±1,3 11±1,8 2,4±0,6 1,9±0,3 1,9±0,4 4,6±0,5 7,3±1,2 6,3±0, Pb 5,2±0,8 9,8±3,0 5,2±0,9 1,6±0,4 3,4±0,4 1,5±0,3 1,5±0,3 5,4±0,6 7,7±1, Cd 0,5±0,05 0,5±0,05 0,5±0,05 0,3±0,05 0,4±0,05 0,3±0,05 0,3±0,05 0, n- число проанализированных образцов; прочерк – содержание элемента не определялось.
Проявлением литологического фактора в значительной степени определяются территориальные различия в микроэлементном составе почв. Так, преобладание песчаных аллювиально-морских отложений в северо-восточной части Ямала обуславливает бедный состав почв по сравнению с почвами Бованенковского месторождения (западный Ямал). При сопоставлении состава почв западной и восточной частей п-ова Ямал очевидно, что на западе почвы отличаются более высокими концентрациями большинства элементов, за исключением никеля и хрома. Сопоставление с данными по другим участкам [Сорокина и др.,2001; Арестова, 2003] свидетельствует, что в пределах Ямала и Тазовского полуострова низок уровень содержания в почвах меди, свинца и цинка. Содержание бария и никеля, напротив, повышено, хотя и в большинстве случаев не превышает кларк почв (табл.2).
Уровни регионального фона тяжёлых металлов в почвах севера Западной Сибири, Полуостров Ямал и юг Тазовского п-ова (n=504) Север Западной Сибири (без п-ова Ямал) [Соро- 402 32,3 9,6 41,5 56 44 6,2 13,5 — 125 98 кина и др.,2001] Уренгойские тундры [Арестова,2003] Функционирование и устойчивость природных систем при вторжении техногенных потоков зависят от степени сохранности и активности органического вещества, а значит и от устойчивости сложившихся биогеохимических процессов. Поэтому представляется крайне важным уяснение геохимической сущности процессов детритои глеегенеза, играющих важнейшую роль в формировании почвенного покрова западносибирских тундр. Определено, что в зольном составе растений – торфообразователей преобладающими элементами являются фосфор и марганец, содержания которых превышают 1 %. По сравнению со средним содержанием микроэлементов в золе растений суши, в растениях субарктических тундр Ямала повышены концентрации Mn, Ba, Co, Ni. Ниже кларка содержания V, Cr, Mo. Расчет коэффициентов биологического накопления показал, что максимальные значения характерны для элементов, относящихся в данных ландшафтно-геохимических условиях к сильным катионам (Ba, Mn, Sr, Zn, Pb). Характерно, что абсолютные концентрации и общая интенсивность биологического накопления в растениях подчиненных гидроморфных геосистем ниже, чем в автоморфных геосистемах плакоров. Максимальное накопление микроэлементов характерно для эдификаторов и доминантов зональных тундр.
Кустарники (карликовая береза, ива сизая) характеризуются крайне интенсивным накоплением цинка, превышающим на порядок накопление другими жизненными формами. Лишайники выделяются по количеству накапливаемых Ti, Pb, V и Ga.
Особенности накопления химических элементов растениями в значительной степени определяют и состав поверхностных горизонтов почв. В органогенных горизонтах тундровых торфянисто-глеевых почв так же, как и в растительном материале, наблюдается повышенное содержание биогенных элементов — фосфора, марганца и цинка. Сопоставление микроэлементного состава почв, находящихся в различных ландшафтных условиях, свидетельствует, что содержание элементов, в особенности элементов биологического накопления, снижается при увеличении гидроморфности.
К примеру, в болотных почвах марганец из элементов биологического накопления переходит в разряд элементов биологического захвата, его содержание меньше, чем в минеральной породе (Кр1).
Геохимические особенности почв, определяемые глеегенезом, рассмотрены на примере миграции и аккумуляции железа и марганца – элементов, во многом определяющих специфику ландшафтно-геохимических условий. Отмечено, что с нарастанием оглеения почвенного профиля увеличивается рН водной и солевой вытяжек, возрастает подвижность железа и марганца, что приводит к выносу их из глеевых горизонтов. Интенсивность выноса максимальна в условиях не застойного режима, свойственного болотам, а застойно-промывного режима плоских водоразделов. Наименьшее содержание железа было отмечено в болотно-тундровых и грубогумусовых перегнойно-глеевых почвах; максимальная концентрация свойственна аллювиальным почвам, где железо осаждается на окислительном барьере.
Типы ландшафтно-геохимических сопряжений и особенности латеральной миграции. По результатам изучения вертикальной и латеральной ландшафтногеохимической структуры сделан вывод, что наиболее активными мигрантами в системе геохимически сопряженных ландшафтов являются марганец, цинк, железо. Железо выносится из глеевых горизонтов почв элювиальных и трансэлювиальных фаций и оседает на окислительных барьерах в нижних частях склонов, а также в почвах супераквальных фаций. Сходным образом распределяются в системе ландшафтногеохимического сопряжения кобальт, медь и марганец. Стабильно высоки концентрации марганца в почвах водоразделов с зональными вариантами кустарниковых тундр, также наблюдается возрастание содержания этого элемента в органогенных горизонтах высоких приречных террас. Распределение цинка не отличается стабильностью в системе миграционных рядов: иногда максимальные концентрации свойственны почвам водоразделов, иногда содержание этого элемента закономерно увеличивается от водораздела к пойме, что связано с особенностями миграции этого элемента в кислых водах и накопления на гумусовом и торфяном геохимических барьерах. При слабой выраженности органогенных горизонтов почв, развитых на песчаных породах, цинк активно мигрирует, и его содержание в подчиненных фациях выше, чем в автоморфных. В случае, если почвы плоских слабодренированных водоразделов содержат значительное количество органического вещества, концентрации цинка в них выше, чем в подчиненных фациях.
Конечным звеном в системе миграции вещества являются субаквальные ландшафты. Состав вод и донных отложений можно рассматривать как отражение всей ландшафтно-геохимической структуры водосборного бассейна. Формирование состава донных отложений происходит в результате поступления как в форме взвесей, так и с ионным стоком. Выполненные на различных участках полуострова Ямал исследования свидетельствуют, что состав донных отложений весьма разнообразен. Значительные различия характерны как для физико-химических параметров, так и для микроэлементного состава. Реакция среды (рН) изменяется в широких пределах от кислой до слабощелочной, в озерах реакция сдвинута в сторону подщелачивания по сравнению с реками. На относительно возвышенных участках морских террас, сложенных песчаными породами, при незначительной заболоченности водосборных бассейнов, донные отложения менее кислые, чем на участках приморских низин. Существует тенденция к сдвигу рН в сторону подкисления при движении к югу, что связано с увеличением скорости биохимических процессов, приводящих к формированию органических кислот и в связи с увеличением фитомассы в субарктических тундрах по сравнению с арктическими. В устьевых частях рек донные отложения часто засолены, что связано со сгонно-нагонными явлениями. Микроэлементный состав донных отложений весьма беден, концентрация практически всех микроэлементов ниже кларка (рис.2).
содержание элементов, мг/кг (Fe-г/кг) Рис.2. Элементный состав донных отложений различных участков п-ова Ямал Минимально содержание микроэлементов в донных отложениях Тамбейской группы месторождений (северо-восточная часть Ямала). Особенно сильно проявляются различия для элементов, которые относятся к элементам биологического накопления. Содержание марганца в донных отложениях Бованенковского месторождения изменяется от 100 до 1300 мг/кг, Тамбейской группы месторождений – от 20 до мг/кг.
Рассмотренные закономерности латеральной и радиальной дифференциации вещества зависят от двух основных процессов – биогенной и водной миграции. Изучение их соотношения представляет собой задачу большой практической значимости, поскольку дает возможность прогнозирования длительных трендов развития геосистем. С этой целью были рассчитаны миграционные коэффициенты, характеризующие интенсивность перехода элементов из пород и почв в поверхностные воды: коэффициенты водной миграции Кх и местной водной миграции Кхм. Результаты подсчетов суммированы в табл. 3.
Содержание элементов и коэффициенты водной миграции в поверхностных водах тундровой зоны Западной Сибири (полуостров Ямал) Примечание: средняя минерализация вод Бованенковского месторождения составила 162 мг/дм3, Харасавэйского – 175 мг/дм Характерно, что миграционные коэффициенты остаются сходными для различных обследованных участков. По сравнению со средними показателями Кх для вод зоны гипергенеза [Перельман, Касимов, 1999], в водах тундр Западной Сибири значительно активнее мигрируют железо и марганец. Миграционная активность меди варьирует на разных участках, достигая максимальных значений в водах Бованенковского месторождения, где показатель Кх превышает среднее значение в 8 раз. Это связано с литологическим фактором – микроэлементный состав почвообразующих пород здесь гораздо богаче, чем на сопредельных территориях. Незначительно превышают средний уровень никель, кобальт и цинк. Таким образом, миграционная активность элементов уменьшается в ряду Fe — Mn –Zn – Cu -Ni – Hg – Pb — Cr для вод Харасавейского месторождения и Cu — Fe — Mn – Zn — Hg — Ni – Cr – Pb — для вод Бованенковского. Сходные результаты были получены Е.П.Сорокиной с соавторами [2007], для ПурТазовского и Таз-Енисейского междуречий, где в поверхностных водах содержание железа в 40 раз, марганца в 8 раз, никеля в 11 и кобальта в 5 раз превышает среднемировые показатели. Миграционная активность элементов значительно варьирует в зависимости от ландшафтных условий. Так, в истоках и средних течениях рек, располагающихся в пределах возвышенных эрозионных морских террас, по сравнению с устьевыми участками, расположенными на приморской низине (лайде), значительно выше коэффициенты миграции большинства микро- и микроэлементов, за исключением хлора, натрия и калия.
Таким образом, по интенсивности и типу миграционной активности выделяются четыре группы элементов (Рис.3):
1. Элементы активной водной и слабой биогенной миграции (Fe, Cu) 2. Элементы активной биогенной и повышенной водной миграции (Mn, Zn) 3. Элемент умеренной биогенной и слабой водной миграции (Pb) 4. Малоподвижные элементы (Cr, Ni, Co)
Глава 4. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЛАНДШАФТОВ ЛЕСОБОЛОТНОЙ (ТАЕЖНОЙ) ЗОНЫ
Факторы формирования ландшафтно-геохимической структуры и свойства литогенной основы. Микроэлементный состав почвообразующих пород изучен на территории Сибирских Увалов, Сургутской низменности, Обь-Иртышского междуречья, в пойменных и надпойменных ландшафтах рек Обь и Иртыш. Обобщение полученных результатов представлено в табл. 4.
При сравнении полученных значений с кларковыми показателями четко выделяются две группы элементов: содержание халькофильных (Cu, Zn, Pb) понижено по отношению к кларку, а сидерофильных (Ti, V, Cr, Ni, Co) напротив, повышено. Ледниковые и аллювиальные отложения различного возраста отличаются повышенным содержанием марганца. Содержание титана в ледниковых отложениях вдвое превышает кларк. Отмечено повсеместное обогащение почв цирконием, максимальное количество которого выявлено в современных аллювиальных отложениях. Соотношение циркония и титана максимально для ледниковых отложений возвышенности Белогорский материк, что свидетельствует о наиболее слабой гипергенной трансформации пород в этом районе по сравнению с другими участками. Повышенное содержание никеля отмечено в озерно-аллювиальных отложениях Обь-Иртышского междуречья. Концентрация меди стабильно снижена по отношению к кларку в 2-2,5 раза. Содержание цинка в ледниковых отложениях близко к кларку, а в озерно-аллювиальных и аллювиальных в 1,9-2,2 раза ниже. Околокларковыми показателями характеризуется содержание свинца.
Содержание микроэлементов в почвообразующих породах Тюменской области, мг/кг Примечания: 1 — ледниковые отложения Самаровского оледенения, возвышенность Белогорский материк; 2 – ледниковые и флювиогляциальные отложения, Сибирские Увалы; 3озерно-аллювиальные отложения, Обь-Иртышское и Тобол-Иртышское междуречья; 4 – плейстоценовые аллювиальные отложения надпойменных террас, нижнее течение Тобола, Иртыша; 5 — современные аллювиальные отложения; * — элемент обнаружен менее чем в 50 % проб; прочерк- содержание не определено По сравнению с усредненными показателями состава почвообразующих пород Западно-Сибирской равнины [Сысо,2004;2007], полученными преимущественно в южной части региона, почвообразующие породы таежной зоны отличаются повышенными концентрациями марганца и титана. Незначительно ниже средних величин содержание меди и олова, а содержание цинка ниже среднерегиональных показателей приблизительно в 1,5 раза (за исключением суглинистых пород ледникового генезиса). Содержание микроэлементов в породах в значительной степени определяется их механическим составом. Песчаные флювиогляциальные отложения, формирование которых происходило в приледниковых условиях, обеднены большинством микроэлементов.
Особенности педогеохимического фона. В результате исследований выявлены особенностей распределения химических элементов в типах почв, доминирующих в структуре почвенного покрова – автоморфных подзолах, глееподзолистых почвах и почвах верховых болот.
Сходство распределения микроэлементов в вертикальном профиле подзолов, сформированных на песчаных отложениях водно-ледникового генезиса, позволило провести вычисление средних показателей состава отдельных почвенных генетических горизонтов (табл.5) Содержание микроэлементов в иллювиально-железистых подзолах Тюменской области (M±m), мг/кг (n=135).
По сравнению с условным мировым кларком почв по А.П.Виноградову, содержание микроэлементов во всех почвенных генетических горизонтах подзолов находится на очень низком уровне и составляет десятые доли от кларковых величин. Исключение составляют Mn, Zn Pb, накапливающиеся в напочвенной подстилке, и Zr, концентрация которого находится приблизительно на уровне кларка во всех почвенных горизонтах. Подвижные формы Mn и Zn составляют соответственно 12 и 13% от валового содержания, то есть в основном эти элементы связаны с кристаллической решеткой минералов. Низкие содержания микроэлементов в подзолах обусловлены бедным минералогическим составом почвообразующих пород, слабой выраженностью геохимических барьеров, низкой гумусированностью.
Оглеение почвенного профиля является фактором перераспределения веществ. Для глее-подзолистых почв характерны повышенные концентрации литофильных элементов – Ti, Li, Mn. Биологическое накопление Mn и Zn в поверхностном горизонте отчетливо выражено, но радиальная дифференциация почвенного профиля по содержанию этих элементов слабее, чем в подзолах иллювиальножелезистых. По сравнению с условным мировым кларком, глее-подзолистые почвы отличаются высоким содержанием Mn и Zr, близки к кларку концентрации Ni, Pb, Zn, понижены — V и Cr.
Обширная заболоченность Западно-Сибирской равнины определяет актуальность анализа биогеохимических особенностей торфа болот различного типа. В ходе исследований был обследован микроэлементный состав торфообразователей (сфагновых мхов) и торфа верховых болот, проведено сопоставление с сопредельными территориями. Сфагновые мхи имеют низкую зольность (0,9-1,8%), содержание микроэлементов, как правило, превышает кларковые величины. Особенно велики показатели накопления марганца, железа, свинца, хрома, в некоторых случаях – кадмия. Полученные данные соответствуют выводу о растениях верховых болот как накопителях кадмия, свинца кобальта, цинка [Добровольский,1983]. Сопоставление с ранее опубликованными данными о микроэлементном составе сфагновых мхов северных территорий [Евсеев и др.,1990; Добродеев,1990; Слипенчук 1989; Хренов,1993; Инишева, Цыбукова, 1999; Цыбукова и др., 2000; Glooschenko et al, 1981; Steinnes, 1993] позволило выявить биогеохимические особенности верховых болот севера Западной Сибири. По сравнению с севером Западной Европы, сфагновые мхи в Западной Сибири отличаются низкой концентрацией свинца, за исключением самых южных участков. По содержанию кадмия в сфагновых мхах север Западной Сибири занимает промежуточное положение между районами европейской части России и центральной Сибири. Содержание марганца значительно превышает показатели других полярных и бореальных районов, что связано с высокой подвижностью этого элемента в окислительновосстановительной обстановке болотных ландшафтов.
При сопоставлении с уровнем фоновых концентраций металлов в сфагновых мхах на севере Евразии [Евсеев,2003], можно констатировать, что в полярных и бореальных районах Западной Сибири содержание металлов находится на низком уровне и соответствует критериям незагрязненных территорий, за исключением марганца, концентрация которого значительно превышает уровень, типичный для других секторов циркумполярного пояса. Обращает на себя внимание тенденция к увеличению концентраций никеля и свинца от севера к югу, отчетливо выделяется широтный градиент концентрации этих элементов, причем в подтайге содержание свинца выходит за рамки фоновых значений. Сходная тенденция была выявлена для напочвенных и эпифитных лишайников [Valeeva, Moskovchenko,2002]. Таким образом, формирование микроэлементного состава споровых растений подчинено пространственным (широтно-зональным) закономерностям. Объяснением этого явления являются разная степень загрязнения атмосферы промышленно развитых районов умеренной зоны и относительно «чистого» севера, а также широтные различия биоклиматических параметров, которые предопределяют условия адсорбции, удержания и накопления аэрозольных частиц мхами и лишайниками.
Средняя зольность исследованных образцов торфа составила 4.3 %. Содержание металлов в торфе во многом сходно с содержанием металлов в сфагновых мхах. Так же, как и сфагновые мхи, торф верховых болот Западной Сибири отличается высоким содержанием марганца и железа (табл.6). Концентрация Mn в золе торфа ниже, чем в золе сфагновых мхов, поскольку в составе растений этот элемент находится в легко растворимой форме и быстро освобождается из разлагающихся растительных остатков [Нечаева,1985]. Содержание Fe приблизительно в 4 раза выше средних значений, приводимых для торфов европейской части России. Как правило, железо имеет относительно равномерное распределение по профилю почв, однако в ряде случаев была отмечена тенденция к увеличению концентрации Fe в верхней части разреза. Незначительно выше средних величин содержание в торфах Западной Сибири хрома и меди, снижена концентрация кадмия.
Содержание металлов в торфе верховых болот, мг/кг (Fe — %) Эле- Верховой торф Западной Сибири Среднее содержание в золе торфа мент в абс.сухом в-ве в золе [Добродеев,1990] [Справочник.,1990] Примечание: приведены пределы колебаний и в скобках среднее количество Особенности распределения микроэлементов в торфяной толще позволяют провести хронологический анализ атмосферных выпадений. Факт увеличения содержания свинца в поверхностных горизонтах верховых торфяников описан в предшествующих исследованиях [Баденкова и др.,1982; Добродеев,1990; Евсеев и др.,1990].
Объяснением этому является возрастание запыленности атмосферы в исторический отрезок времени и резкое увеличение атмосферных эмиссий этого металла за последнее столетие. Полученные нами результаты свидетельствуют, что вертикальное распределение микроэлементов в толще торфяников Западной Сибири имеет различный характер для фоновых территорий и зон аэротехногенного воздействия. В торфянике природного парка Нумто (северная тайга), где отсутствуют крупные антропогенные источники тяжелых металлов, распределение химических элементов по профилю относительно равномерное, только для свинца характерно незначительное повышение концентрации в верхних 10 см. Содержание Ni и Cu возрастает в нижних слоях торфа, в зоне контакта с подстилающей минеральной породой (рис.4).
Рис.4. Содержание металлов (мг/кг абс. сухого веса) в торфе северотаежной (а) и подтаежной (б) подзон ( а- природный парк Нумто, б- Тарманский болотный комплекс) В противоположность этому, для Тарманского болотного комплекса, расположенного в подтайге, вблизи промышленных районов, характерно резкое возрастание содержания микроэлементов в верхней части профиля. Абсолютный возраст торфа, для которого характерно повышенное содержание свинца и меди, составляет 600- лет. На территории европейской части России возникновение антропогенных источников поступления свинца обозначается в составе слоев верховых торфяников возрастом около 1,5 тыс.лет, увеличение выпадений в это время связано с распространением подсечно-огневого земледелия [Добродеев,1990]. На участках, располагающихся в умеренной климатической зоне Западной Сибири, увеличение атмосферных выпадений металлов — свинца, меди, железа — произошло значительно позже. Очевидно, процесс возрастания запыленности атмосферы также связан с распространением земледелия, сопровождавшегося выжиганием лесов.
Ландшафтно-геохимическое районирование лесоболотной зоны Западной Сибири. При описании ландшафтно-геохимических особенностей таежной зоны Западной Сибири нами использовалась схемы ландшафтно-геохимического районирования Е.Г.Нечаевой [1990] и физико-географического районирования Тюменской области [Гвоздецкий и др.,1971], видоизмененные по результатам проведенных исследований. Так, нами выделен Самотлорский округ, относящийся к техногенному ряду миграции вследствие радикального изменения геохимических параметров поверхностных вод и почв, а также выделены некоторые округа по принципу принадлежности к единому бассейну стока (Казымский) или крупной геолого-геоморфологической структуре (Аганский). Выделенные объекты районирования – биогеохоры – различаются по интенсивности биологического круговорота, особенностям литогенной основы, преобладающим факторам пространственной дифференциации геосистем топологического уровня. Принадлежность ряда округов к крупным бассейнам стока, позволила провести анализ геохимических показателей в рамках каскадных ландшафтногеохимических систем.
Для большинства ландшафтно-геохимических округов было проведено обобщение данных по микроэлементному составу почв, поверхностных вод, донных отложений, что позволило провести анализ закономерностей формирования геохимической структуры на региональном уровне. Обобщение по микроэлементному составу почв приведено в табл. 7. Сопоставление полученных результатов с кларковыми величинами свидетельствует, что на территории таежной зоны Западной Сибири содержание большинства микроэлементов в почвах понижено. В особенности обеднены почвы сидерофильными элементами — хромом, никелем, кобальтом. Однако также относящийся к сидерофильным элементам марганец очень часто накапливается в почвах, развитых на ледниковых и озерно-аллювиальных отложениях тяжелого механического состава.
Также довольно высок уровень содержания в почвах титана и циркония. Из халькофильных элементов наиболее обогащены почвы свинцом, концентрация которого, как правило, превышает уровень кларка. Незначительно ниже кларка содержание меди.
Концентрация цинка находится на уровне околокларковых величин в ландшафтногеохимических округах с преобладанием суглинистых почвообразующих пород, и уступает им при доминировании песчаных водно-ледниковых отложений. Почвообразовательный процесс меняет соотношения между элементами в почвах и породах, что выражается в активном накоплении органогенными горизонтами марганца, цинка, меди и свинца. Наиболее богатым микроэлементным составом характеризуются почвы Белогорского и Среднеобского ландшафтно-геохимических округов. Также повышенным содержанием микроэлементов в почвах и донных отложениях характеризуются ландшафты предгорий Северного Урала, что указывает на роль этой территории в качестве источника поступления вещества. В распределении показателей регионального геохимического фона прослеживается своеобразная ступенчатость: относительное обогащение ландшафтно-геохимических комплексов увалистых повышений и обеднение прилегающих к ним плоских заболоченных равнин, затем — вновь обогащение надпойменных террас крупных рек (Оби и Иртыша).
Средние показатели регионального фона микроэлементов в почвах лесоболотной (таежной) зоны Западной Сибири геохимический округ Среднее содержание Примечание: в скобках приведено количество проанализированных проб числитель – среднее содержание, знаменатель- коэффициент вариации, % Гидрохимические показатели как отражение ландшафтно-геохимической структуры. Перенос веществ в водной среде является одним из важнейших процессов, обеспечивающих круговорот веществ, стабильность биогеохимических циклов.
Особенности ландшафтно-геохимической структуры лесоболотной зоны ЗападноСибирской равнины оказывают большое влияние на состав поверхностных вод, которые очень ярко отражают специфику природной среды этого региона. В работе проанализированы закономерности формирования химического состава поверхностных вод таежной зоны в зависимости от ландшафтно-геохимических условий. Отмечено, что самая низкая минерализация и максимальная кислотность характерна для рек, имеющих истоки на водоразделах с доминированием верховых олиготрофных болот.
На участках техногенеза с интенсивными нарушениями почвенного и растительного покровов отмечено возрастание содержания кальция и цинка. Максимальные концентрации Zn (40-50 мкг/дм3) свойственны рекам, дренирующим территорию Самотлорского месторождения (р.Ватинский Еган, Юхъ-Еган, Гун-Еган). Поскольку в болотнотаежных ландшафтах Западной Сибири эти элементы преимущественно содержатся в живом веществе и интенсивно извлекаются биотой из водных растворов, увеличение их концентрации в речных водах связано с усилением водной миграции при ослаблении активности фитобиоты. Таким образом, анализ ландшафтно-геохимической структуры водосборных бассейнов дает основания для вывода о закономерном увеличении водомиграционной активности цинка на участках интенсивных техногенных нарушений, где биогенное накопление этого элемента существенно заторможено. Весьма наглядно проявляется роль ландшафтных факторов на особенности распределения в водных объектах железа. Болотные кислые воды, формирующиеся в условиях преобладания глеевой восстановительной обстановки, вследствие высокой подвижности железа в этих условиях отличаются повышенным содержанием Fe2+ в виде комплексов с солями гуминовых кислот. Содержание железа повышено во всех водных объектах лесоболотной зоны Западной Сибири. В большинстве водных объектов содержание железа в поверхностных водах лежит в интервале 1-2 мг/дм3, достаточно часто встречаются концентрации 2-3 мг/дм3 (рис.5), что значительно превышает среднемировой уровень, составляющий 0,04 мг/дм3 [Martin and Meybeck,1979]. Максимальные концентрации железа характерны для бассейна р.Конда, где составляют в среднем 2,5 мг/дм3, что коррелирует с крайне высокой заболоченностью водосборного бассейна, достигающей 70% [Макунина, Селезнева,1980]. Минимально содержание железа в реках предгорий Урала, где площадь болот не превышает 20 %. Однако линейной зависимости между содержанием железа в поверхностных водах и площадью болот не существует.
Максимальная заболоченность, свойственная Сургутскому Полесью, не проявляется в максимальной концентрации Fe в поверхностных водах из-за общей бедности минералогического и элементного состава литогенной основы.
ГЛАВА 5. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ЛАНДШАФТОВ ПОД
ВЛИЯНИЕМ ТЕХНОГЕНЕЗА
В главе рассмотрены формы техногенных геохимических преобразований ландшафтов на различных стадиях производственного цикла (разведочных работ, эксплуатации месторождений).
Стадия буровых работ. Проанализирован состав буровых растворов и отходов бурения, представительных природных сред (почв, донных отложений и поверхностных вод) на прилегающих к буровым участках. Результаты обследования состава буровых растворов, выполненные в различных природных зонах, и данные о составе преобладающих фоновых почв представлены в табл.8.
Элементный состав отработанных буровых растворов и фоновых почв (мг/кг, Fe-%).
Находкинское ГКМ, Тазовский Среднее содержание в фоновых почвах тундр Западной Сибири Нумтойский поисковый участок, Сибирские увалы (n=12) Среднее содержание в подзолах 1,9 787 18 39 19,2 6,2 11,1 141 прочерк – содержание элемента не определялось При сопоставлении с кларками литосферы и региональными средними показателями химического состава почв северной части Западной Сибири очевидно, что буровые растворы в повышенных количествах содержат Zn, Ni, в отдельных случаях – Cr, Cu, Ba, Sr. Распространение загрязнителей с миграционными потоками приводит к трансформации состава почв прилегающих территорий. Загрязнение буровыми растворами и пластовыми водами, удаление органогенных горизонтов почв приводит к сдвигу рН почв в щелочной диапазон. Формирование щелочных условий происходит на фоне солевого загрязнения. В пробах с сильнощелочной реакцией увеличено содержание водорастворимых солей, что свидетельствует о совместном загрязнении буровыми растворами, пластовыми водами и реагентами промывки скважин. Трансформация химического состава почв на участках буровых работ определяется двумя разнонаправленными процессами – разливы буровых растворов приводят к увеличению концентрации микроэлементов-загрязнителей до уровней, близких к критическим, а удаление органогенного горизонта при механических нарушениях вызывает сокращение содержания элементов – биофилов (Mn, Zn, P). На площадках разведочного бурения отмечено изменение агрохимических показателей почв. Резко падает содержание органического вещества, калия, азота. Обобщенные показатели микроэлементного состава поверхностного горизонта почв участков бурения п-ова Ямал (Бованенковское, Харасавэйское, Малыгинское и Новопортовское месторождения) свидетельствуют о формировании техногенных геохимических аномалий, характеризующихся резким возрастанием концентрации Ba, Sr, Zn, Pb (табл. 9.) Часто наблюдается загрязнение нефтепродуктами, по результатам обследования 100 площадок Бованенковского месторождения только 33 из них характеризуются как относительно незагрязненные (содержание нефтепродуктов в грунтах 1000 мг/кг).
Содержание микроэлементов (мг/кг) в поверхностном горизонте почв на участках буровых работ полуострова Ямал (n=230).
Трансформация условий миграции веществ, вызванная механическими нарушениями, приводит к ослаблению биологического круговорота на участках техногенеза, вследствие этого возрастает миграционная активность некоторых микроэлементов, что находит отражение в увеличении концентраций в донных отложениях (рис.6). Исключение составляют никель и хром – элементы с низкими коэффициентами водной миграции. В особенности заметно увеличение содержания в донных осадках элементов, в условиях ландшафтов кислого глеевого класса относящихся к катионогенным– Zn, Cu, Mn,Co,Fe.
Рис.6. Кларки концентраций химических элементов в донных отложениях Тамбейской группы месторождений, п-ов Ямал (n=40) Стадия эксплуатации месторождений. Характеристика геохимической трансформации ландшафтов выполнена по результатам исследований НовоУренгойского, Восточно-Уренгойского, Каменного, Тальникового, Фаинского, Самотлорского месторождений. На этой стадии производственного цикла геосистемы наследуют показатели, сложившиеся под влиянием буровых работ, а также подвергаются воздействию новых источников воздействия. На газоконденсатных месторождениях лесотундры существенные изменения претерпевает микроэлементный состав почв, причем набор типоморфных элементов зависит от характера воздействия. Площадки кустов эксплуатационных скважин характеризуются повышенным содержанием бария и сниженным — большинства других микроэлементов. На территории промышленных зон уровень содержания микроэлементов повышен по сравнению с фоновыми условиями. Полиэлементным составом ассоциации загрязнителей, в которую входят Cu, Ni, Pb, Fe, и максимальными значениями Kc характеризуются грунты полигонов складирования производственных и бытовых отходов.
В Среднем Приобье площадки кустов эксплуатационных скважин характеризуются низкими концентрациями микроэлементов и высоким уровнем нефтяного загрязнения. Анализ ионного состава грунтовых вод в районе размещения шламовых амбаров и площадок наземного складирования отходов бурения свидетельствует о формировании ореолов солевого загрязнения. Воды наблюдательных скважин, пробуренных рядом со шламовыми амбарами, содержат повышенное количество ионов Сl-. Так, на Самотлорском месторождении содержание хлоридов в грунтовых водах в районе площадок складирования отходов бурения составляет от 23 до 120 мг/дм3, при фоновых величинах 1-2 мг/дм3. Содержание нефтяных углеводородов в грунтовых водах в зоне влияния площадки нефтешламов варьировало от 0,02 до 2,9 мг/дм3 (фоновые величины от 0,02 до 0,23 мг/дм3). Изучение состава донных отложений дает основания для вывода о формировании техногенных потоков ряда веществ, в частности, нефтяных углеводородов (НУВ), с накоплением в конечном звене миграционного ряда. Это определяет особую актуальность изучения техногенных потоков нефтяных углеводородов и хлоридов. Детальный анализ миграции этих компонентов вещественного состава геосистем на локальном уровне сделан Н.П.Солнцевой [1998]. Нами проведен региональный анализ с использованием в качестве объектов изучения поверхностных вод и донных отложений. Общеизвестно, что химический состав природных вод является индикатором состояния геосистем прилегающего водосборного бассейна. При ландшафтно-геохимических исследованиях вода рассматривается как один из основных блоков, через который проходят потоки вещества [Снытко, 1974]. С учетом этого был выполнен анализ распределения НУВ и хлоридов в водах рек, дренирующих участки наиболее интенсивной нефтедобычи в Среднем Приобье. Обобщение данных по водосборным бассейнам свидетельствует, что концентрация загрязнителей (в особенности хлоридов) прямо пропорциональна интенсивности техногенного воздействия, числовым выражением которого можно считать площадь антропогенных геосистем (табл.10).
Средние показатели химического состава поверхностных вод ХМАО (1995-2008 гг.) Водосборный бассейн Примечание: в скобках – число проанализированных проб При пересечении водотоком территории месторождения средние показатели минерализации и содержания хлоридов возрастают, подчас весьма существенно.
Корреляционный анализ показал, что из всех гидрохимических показателей содержание хлоридов наиболее сильно зависит от интенсивности техногенной нагрузки, в том числе от площади техногенных геосистем. Зависимость между концентрацией Cl- в водах различных водосборных бассейнов и уровнем техногенеза близка к линейной.
Усредненные показатели содержания загрязнителей демонстрируют пропорциональную зависимость от числа скважин в пределах месторождения, что проявляется практически для всех крупных водотоков (рис.7).
загрязнителей, Рис.7. Взаимозависимость количества пробуренных скважин (А), концентрации хлоридов (Б) и нефтепродуктов (В) в воде р.Аган, 1995-2007 гг. (1-4 – месторождения нефти: 1- Варьеганское, 2 – Егурьяхское, 3- Покачевское, 4 – Нивагальское) Наиболее загрязненными являются притоки р.Ватинский Еган (Нижневартовский район ХМАО). Интенсивность техногенеза здесь крайне высока, только в пределах Самотлорского месторождения насчитывается более 13 тыс. скважин, около шламовых амбаров. Обобщение данных мониторинговых наблюдений за длительный период наблюдений (1990-2008 гг.) свидетельствует, что воды реки Ватинский Еган и его притоков стабильно загрязнены нефтью и минерализованными водами, причем содержание хлоридов более чем на один математический порядок превышает значения, типичные для рек таежной зоны Западной Сибири (рис.8).
Рис. 8. Внутригодовая динамика концентрации хлоридов в реках (Нижневартовский Территория Самотлорского месторождения в гидрохимическом отношении характеризуется повышенной засоленностью поверхностных вод, которые относятся к хлоридному классу и резко отличаются от гидрокарбонатных вод других рек. Это дало основание для выделения при ландшафтно-геохимическом районировании Самотлорского техногенного округа. Ретроспективный анализ имеющихся данных о составе вод реки Ватинский Еган свидетельствует, что гидрохимическая аномалия существует по меньшей мере на протяжении последних 30 лет.
Таким образом, деятельность по добыче нефти приводит к существенному изменению солевого режима водных объектов таежной зоны Западной Сибири. Концентрация хлоридов в поверхностных водах, с учетом сезонной динамики, является надежным индикаторным показателем, характеризующим интенсивность техногенеза.
Химический состав донных отложений. Конечным звеном миграционного ряда являются донные отложения, в которых происходит накопление поллютантов.
Изучение состава донных отложений свидетельствует о возрастании содержания нефтепродуктов на участках нефтедобычи, и большинство водных объектов в той или иной степени загрязнены нефтяными углеводородами (табл.11). Содержание нефтепродуктов в донных отложениях водоемов и водотоков севера Западной Сибири варьирует в пределах нескольких математических порядков (1 – 2910 мг/кг). Среднее арифметическое составляет 135,5 мг/кг при стандартной ошибке 15,0 и коэффициенте вариации 232 %. Модальным является интервал частот от 0 до 25 мг/кг.
Содержание нефтепродуктов в донных отложениях водных источников ХМАО Водоисточники M, мг\кг n Категория по шкале нормирования загрязненности Обь (на участке от Нижневартов- 53,2 55 умеренно загрязненные ска до устья Иртыша) Обь (от северной границы ХМАО 110,0 63 загрязненные до устья Иртыша), в том числе:
Геохимическая оценка атмосферных выпадений. Оценка аэральной миграции веществ проведена на основании анализа состава растений, депонирующих атмосферные выпадения (эпифитные и напочвенные лишайники), и состава снегового покрова. Согласно полученным результатам, практически повсеместно содержание тяжелых металлов в лишайниках соответствует уровню, характерному для фоновых территорий [Nieboer et al,1978]. Однако выявлена значительная пространственная изменчивость состава. В арктических и субарктических тундрах концентрации тяжелых металлов в тканях лишайников минимальны. Максимальное количество выпадений свинца, цинка, меди отмечается в юго-западных районах Тюменской области, примыкающих к Уральскому промышленному району. Таким образом, существует широтный градиент выпадения тяжелых металлов, обусловленный различиями в уровне промышленного развития и плотности населения северных и южных территорий, и ростом количества осадков, вымывающих аэрозоли. Выявленная тенденция уменьшения выпадений металлов в высоких широтах имеет, очевидно, циркумполярное распространение, поскольку на территории Канадской Арктики было также установлено существование широтного градиента, с ясно выраженной тенденцией падения содержания Pb в лишайниках с возрастанием широты [France, Coquery,1996].
Вывод о незначительном влиянии аэротехногенных выпадений подтверждает анализ снегового покрова. Снеговые осадки, поступающие в зимний период на территорию таежной зоны Западной Сибири, характеризуются малой минерализацией, слабокислой либо нейтральной реакцией (рН=5,1-6,5) и содержат незначительное количество твердых примесей (2-15 мг/л). Уровень содержания сульфатов приблизительно вдвое меньше, чем на территории промышленных районов Урала. Поступление соединений азота невелико и соответствует показателям сопредельных регионов. В пределах месторождений наблюдается увеличение концентрации нефтепродуктов. Содержание тяжелых металлов на фоновых участках невелико и соответствует уровню, типичному для полярных и приполярных регионов Евразии и Северной Америки. Воздействие нефтедобычи проявляется в увеличении содержания никеля, цинка, меди и ртути, концентрации которых превышают фоновый уровень в 1,5-4,8 раз.
ГЛАВА 6.ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ КАК ОСНОВА
РЕГИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЭКСПЕРТИЗЫ И МОНИТОРИНГА
В настоящее время контроль и нормирование антропогенного загрязнения водных объектов основаны главным образом на системе предельно-допустимых концентраций — ПДК. Подобный подход неоднократно подвергался критике [Жигальский, 1997; Фрумин, 2000; Шитиков и др.,2003; Лозовик, Платонов,2005]. В частности, утвержденные на федеральном уровне ПДК не учитывают специфику функционирования водных экосистем в различных природно-климатических зонах. Практически в любом водном объекте севера Западной Сибири, вследствие специфики биогеохимических условий, отмечается многократное превышение ПДК ряда компонентов химического состава (Fe,Mn,Cu). Поэтому использование при оценке качества вод обобщающих показателей, основанных на расчетах превышения ПДК (суммарный показатель загрязнения и др.) приводит к завышению уровня экологической нагрузки. Тем не менее, эти показатели широко используются в эколого-гидрохимической оценке, в том числе и в информационно-справочных изданиях, что искажает реальную ситуацию и приводит к формированию необъективной оценки в массовом сознании.
В разное время предложено несколько методов для определения нормативов содержания загрязняющих веществ и соединений, основанных на математическом анализе [Патин, 1979; Замолодчиков,1993; Лозовик, Платонов, 2005]. Наличие обширной базы данных, характеризующей особенности гидрохимического режима водных объектов таежной зоны Западной Сибири, позволяет определить региональные показатели (ОДКрег), более адекватно нормирующие состав поверхностных вод. Вычисление региональных нормативов проводилось по следующему алгоритму:
— Определение объема выборки для анализа (удаление аномальных величин, вызванных техногенным воздействием, анализ внутрирегиональных различий в распределении химических показателей, оценка однородности выборки, обоснование возможности разработки единого норматива для различных водных объектов).
— Проверка законов распределения гидрохимических показателей и вычисление статистических характеристик массива данных.
— Вычисление региональных нормативов с использованием различных методов.
— Проверка их адекватности с использованием данных биоиндикации.
Для определения оптимальных величин ОДКрег использовалась методика дискриминантного анализа, адаптированная для поиска экологически допустимых уровней абиотических факторов водной среды [Левич и др.,2004]. В результате получено, что для аммонийного азота и БПК5, пригодны принятые в России величины ПДК, практически совпадающие с оптимальными показателями ОДКрег. В то же время ОДКрег железа, хлоридов, эффективно отражающие закономерности изменения структуры сообществ гидробионтов, значительно отличаются от установленных в России нормативов, и составляют соответственно 6,4 и 55 мг/ дм3. Вычисленные величины региональных ОДК были использованы в эколого-гидрохимической оценке. Проведен анализ качества вод для двух репрезентативных водных объектов, отражающих как природные, так и техногенные факторы формирования вод – р. Обь и р.Ватинский Еган. Для 15 пунктов наблюдений (рис.9) были обобщены результаты многолетнего гидрохимического мониторинга, по которым после соответствующих подсчетов определены классы качества вод путем вычисления суммирующего индекса загрязнения вод ИЗВ. Для сравнения определены классы качества с использованием альтернативных методов: с помощью сводных показателей на основании подсчета нормированных значений каждой переменной [Дмитриев и др.,2005; Гальцова, Дмитриев, 2007], а также по данным биоиндикации (индекс Вудивисса).
Полученные оценки качества вод (табл.12) демонстрируют, что наибольшее соответствие биоиндикационным данным (индекс Вудивисса) показывают результаты, полученные методом сводных показателей. Для 11 из 15 пунктов мониторинга классы качества вод совпали. Только в нижнем течении р.Ватинский Еган отмечено существенное расхождение — отмечено удовлетворительное состояние перифитона, соответствующее уровню умеренного загрязнения, при повышенном содержании железа и хлоридов. Индексы загрязнения воды, рассчитанные с использованием ОДКрег, незначительно отличаются от биоиндикационных показателей и суммарного индекса, полученного при использовании метода сводных показателей. Очевидно, что причиной отличий является малое число переменных, используемых при его вычислении.
Оценка качества вод рек Обь и Ватинский Еган по результатам суммарных показателей и данных биоиндикации.
№№ ИЗВ при исполь- ИЗВ при исполь- Метод сводных Индекс Вудивисса пункта зовании ПДКвр зовании ОДКрег показателей опробо- Значе- Класс Значе- Класс Значе- Класс Значение Класс кавания ние ИЗВ качества ние ИЗВ качества ние Pi качества индекса чества Можно констатировать, что определенные величины ОДКрег вполне адекватно характеризуют пороговый уровень, определяющий жизненное состояние водной биоты, и могут быть с успехом использованы при подсчете традиционных суммарных индексов, характеризующих классы качества воды. Метод сводных показателей также объективно характеризует экологическую ситуацию в водных геосистемах. Полученные нормативы являются основой для мониторинговых исследований и прогнозирования эколого-биогеохимических изменений. Использование общероссийских ПДК характеризует не степень загрязнения, а региональные гидрохимические особенности.
ВЫВОДЫ
1. Уровень содержания большинства химических элементов в почвах тундр Западной Сибири понижен по сравнению с мировыми кларками. Важнейшим фактором, определяющим геохимические показатели ландшафтов, является биологический круговорот. Максимальные показатели биологического накопления характерны для элементов, в условиях кислой реакции среды и контрастного окислительновосстановительного режима являющихся сильными катионами — Ba, Mn, Sr, Zn, Pb. Наиболее интенсивно биологическое накопление в плакорных условиях, при усилении гидроморфности темп БИКа снижается.
2. Общими особенностями ландшафтно-геохимической структуры лесоболотной (таежной) зоны Западной Сибири являются обедненность литологического субстрата (в особенности песчаных пород водно-ледникового генезиса), широкое распространение восстановительной обстановки, приводящее к интенсивной миграции многих элементов, прежде всего сидерофильных, обширная заболоченность, со свойственным биогенному почвообразованию накоплению халькофильных элементов (Zn, Pb, Cd). Наиболее неблагоприятная биогеохимическая ситуация, вследствие обеденного состава почвообразующих пород и преобладания гидроморфных ландшафтов, выявлена в Сургутском ландшафтно-геохимическом округе.
3. В профиле почв таежной зоны распределение микроэлементов зависит от их геохимических свойств. Выделяются две группы химических элементов: элементы с пониженным содержанием в торфе и напочвенном опаде (Fe, Co, Ni, Pb, Cr) и элементы, накапливающиеся в органогенных горизонтах (Zn, Cu, Cd). Таким образом, в минеральной толще преобладают сидерофильные элементы, а в органогенных горизонтах – халькофильные.
4. Основной биогеохимической особенностью верховых болот Западной Сибири является повышенное содержание марганца и железа в торфе и растенияхторфообразователях. Формирование микроэлементного состава споровых растений подчинено пространственным (широтно-зональным) закономерностям. Причиной этого явления являются разная степень загрязнения атмосферы промышленно развитых районов умеренной зоны и относительно «чистого» севера, а также и широтные различия биоклиматических параметров, которые предопределяют физиологические условия адсорбции, удержания и накопления аэрозольных частиц мхами и лишайниками. Уровень атмосферных выпадений металлов на севере Западной Сибири соответствует фоновому уровню, сложившемуся в полярных и приполярных районах Евразии.
5. Техногенная трансформация ландшафтов проявляется на всех стадиях производственных процессов нефте- и газодобычи. Удаление органогенного горизонта приводит к изменению структуры почвенных горизонтов, возрастанию рН, нарушению циклов миграции веществ, усилению миграции элементов, ранее участвовавших в процессах биологического круговорота и аккумулировавшихся в торфяном горизонте.
6. Результатом геохимического преобразования почв является трансформация миграционных потоков, что приводит к увеличению содержания ряда микро- и макроэлементов в поверхностных водах рек, дренирующих территорию месторождений, и возрастанию содержания загрязнителей в донных отложениях, в особенности микроэлементов, относящихся в условиях кислых глеевых ландшафтов к катионогенным 7. Индикаторным показателем интенсивности техногенеза является ионный состав поверхностных вод. Повышенное содержание хлоридов характерно для рек, протекающих через участки интенсивной добычи нефти, причем концентрация ионов Clпрямо пропорциональна числу пробуренных скважин и площади техногеннотрансформированных геосистем. Зависимость концентрации хлоридов от интенсивности техногенеза проявляется как в бассейнах малых рек, так и в пределах целых водосборных площадей регионального уровня. Наиболее интенсивно проявляется загрязнение в бассейне реки Ватинский Еган, для которой характерно возрастание концентрации хлоридов по сравнению с фоновым уровнем в десятки раз, что привело к смене класса вод. Донные отложения основных водных объектов являются загрязненными; загрязнение зависит от уровня аварийности на участках нефтедобычи.
8. Вследствие специфики ландшафтно-геохимических условий региона, при анализе эколого-гидрохимической ситуации целесообразно использовать региональные нормативы качества вод, которые более адекватно характеризуют уровень техногенного воздействия, чем общероссийские ПДК.
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Природная среда Ямала.Т.2 / В.Р.Цибульский, Э.И.Валеева, С.П.Арефьев и др. / Отв. Ред. В..Цибульский. Тюмень: Изд-во ИПОС СО РАН,1995. 103 с.
2. Московченко Д.В. Нефтегазодобыча и окружающая среда: эколого-геохимический анализ Тюменской области. Новосибирск:Наука. Сиб.предприятие РАН,1998. 112с.
3. Валеева Э.И., Московченко Д.В. Роль водно-болотных угодий в устойчивом развитии севера Западной Сибири. Тюмень:Изд-во ИПОС СО РАН,2001. 229с.
4. Бабушкин А.Г., Московченко Д.В., Пикунов С.В. Гидрохимический мониторинг поверхностных вод Ханты-Мансийского автономного округа — Югры. Новосибирск:Наука, 2007. 152 с.
5. Валеева Э.И., Московченко Д.В. Арефьев С.П. Природный комплекс Нумто. Новосибирск:Наука, 2008. 280 с.
Статьи в журналахперечня ВАК РФ и зарубежных изданиях, включенных в 6. Московченко Д.В. Картографирование устойчивости ландшафтов севера Западной Сибири к химическому загрязнению// География и природные ресурсы. 1994. №3.
7. Гусейнов А.Н., Губарева Л.Н., Могутова Л.М.. Московченко Д.В. Нефтепродукты и 3,4-бензпирен в почвах г.Тюмени//Экология и промышленность России. Июль 2000. С.31-34.
8. Московченко Д.В., Шарапова Т.А. Биоиндикация техногенного загрязнения водоемов города Тюмени с использованием зооперифитона //Вестник Тюменского гос.ун-та, 2001. №3. С. 71-78.
9. Московченко Д.В., Дорожукова С.Л. Последствия буровых работ на севере Тюменской области //Экология и промышленность России. Сентябрь 2002. С. 27-30.
10. Московченко Д.В. Экологическое состояние рек Обского бассейна в районах нефтедобычи //География и природные ресурсы, 2003. №1. С.35-41.
11. Коновалов А.А., Московченко Д.В. Стадийность развития и устойчивости геосистем //География и природные ресурсы,2003. №2. С.5-11.
12. Московченко Д.В. Нефтепродукты в донных отложениях водных источников Ханты-Мансийского автономного округа // Водные ресурсы. 2005.Т.32.№1. С.79-83.
13. Московченко Д.В. Биогеохимические особенности верховых болот Западной Сибири // География и природные ресурсы.2006.№1. С.63-70.
14. Московченко Д.В. Алешин С.А., Казанцев Ю.В. Эколого-гидрохимическая оценка состояния поверхностных вод Ханты-Мансийского автономного округа //Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология, 2006.№6. C.
15. Шалатонов Е.Н., Московченко Д.В. Типология и динамика болотных экосистем северной тайги Западной Сибири в условиях воздействия нефтегазового комплекса (на примере природного парка «Нумто») //Сибирский экологический журнал,2007.
16. Московченко Д.В., Артамонова Г.А., Бабушкин А.Г. Особенности формирования гидрохимических аномалий в районах нефтедобычи на севере Западной Сибири //Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология, 2008. №5. С.
17. Moskovchenko D.V. Mapping the Resistance of Northern Landscapes in West Siberia to Chemical Pollution //Mapping Sciences and Remote Sensing.1995. V. 32, №. 2. рр. 120Valeeva E.I., Moskovchenko D.V. Trace-element composition of lichens as an indicator of atmospheric pollution in Northern West Siberia //Polar geography. V.26. №4.OctoberDecember 2002. pp.249-269.
19. Moskovchenko D.V., Babushkin A.G., Artamonova G.N. Surface water quality assessment of the Vatinsky Egan River catchment, West Siberia// Environmental monitoring and assessment. 2009.V.148. pp.359-368.
20. Московченко Д.В. Эколого-геохимическая характеристика городов Тюменской области // Биоразнообразие Западной Сибири — результаты исследований. Тюмень:Изд-во ИПОС СО РАН,1996. С.86-95.
21. Мельцер Л.И., Московченко Д.В. Моделирование устойчивости криогенных ландшафтов севера Западной Сибири// Итоги фундаментальных исследований криосферы Земли в Арктике и Субарктике. Новосибирск: Наука, Сиб.предприятие РАН, 1997. С.79-84.
22. Московченко Д.В. Некоторые аспекты регионального эколого-геохимического анализа (на примере Тюменской области) //Проблемы географии и экологии Западной Сибири. Выпуск 3. Тюмень, изд-во ТюмГУ,1998. С.143-154.
23. Московченко Д.В. Эколого-геохимическое картографирование Тюменской области // Экологический риск: анализ, оценка, прогноз. Материалы Всероссийской конференции. Иркутск, ИГ СО РАН, 1998. С.129-130.
24. Московченко Д.В., Абрамова А.В., Козин В.В., Тигеев А.А Принципы построения обзорной региональной геоинформационной системы для анализа экологической ситуации в Тюменской области //Геоинформатика 2000. Труды Международной научно-практической конференции. –Томск: Изд-во Том. ун-та,2000. С.177-180.
25. Валеева Э.И., Московченко Д.В., Зенько А.П. Оценка антропогенной трансформации окружающей среды и ее этносоциальных последствий в Ханты-Мансийском автономном округе //Геоэкологические аспекты функционирования хозяйственного комплекса Западной Сибири. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Тюмень: Изд-во ТюмГУ,2000. С. 82-84.
26. Басыров Н.Ф., Валеева Э.И., Московченко Д.В. Эколого-геохимические исследования Белоярского района Тюменской области //Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. Вып.1.Тюмень: Изд-во ИПОС СО РАН,2000. С.3-10.
27. Валеева Э.И., Московченко Д.В. Региональный анализ антропогенной трансформации ландшафтов Ханты-Мансийского автономного округа// Проблемы взаимодействия человека и природной среды. Вып.2. Материалы итоговой научной сессии ученого совета ИПОС СО РАН.-Тюмень, Изд-во ИПОС СО РАН, 2001. С. 73-77.
«Долгова Екатерина Антоновна Реконструкция гидрометеорологических условий на Северном Кавказе по дендрохронологическим данным за период с 1800-2005 гг. Специальность 25.00.25 – Геоморфология и эволюционная география Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Москва – 2011 г. Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте географии РАН Научный руководитель : чл.-корр. РАН, доктор географических наук Ольга Николаевна. »
«КОЗЛОВ ДАНИИЛ НИКОЛАЕВИЧ ЦИФРОВОЙ ЛАНДШАФТНЫЙ АНАЛИЗ ПРИ КРУПНОМАСШТАБНОМ КАРТОГРАФИРОВАНИИ СТРУКТУР ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА 25.00.23 – физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Москва – 2009 Работа выполнена на кафедре физической географии и ландшафтоведения географического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова и лаборатории. »
«УДК 911.3 ПОДЫМОВА ДАРЬЯ ВЛАДИМИРОВНА РАЗВИТИЕ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ КАНАДЫ НА РУБЕЖЕ XX – XXI вв. Специальность: 25.00.24 – экономическая, социальная, политическая и рекреационная география АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Санкт – Петербург 2014 2 Работа выполнена на кафедре экономической географии Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Российский. »
«Платова Татьяна Владимировна КЛИМАТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА И АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ 20 ВЕКА НА ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ. Специальность 25.00.36 Геоэкология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Москва — 2008 Работа выполнена в ГУ Институт глобального климата и экологии Росгидромета и РАН Научный руководитель : Доктор физико-математических наук, профессор Груза Георгий Вадимович Официальные. »
«Гузенко Владимир Владимирович ТЕРМОХАЛИННЫЙ РЕЖИМ ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ БАРЕНЦЕВА МОРЯ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОМЫСЛОВЫХ РЫБ Специальность 25.00.28 – Океанология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Санкт-Петербург 2007 Работа выполнена в Полярном научно-исследовательском институте морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича (ПИНРО). Научный. »
«Краев Глеб Николаевич ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МЕТАНА В МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОДАХ НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ РОССИИ И ПРОГНОЗ ЕГО ПОСТУПЛЕНИЯ В АТМОСФЕРУ 25.00.31 – Гляциология и криология Земли Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук МОСКВА – 2010 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте физикохимических и биологических проблем почвоведения РАН Научный руководитель Кандидат геолого-минералогических наук Елизавета. »
«ХОЛОДИЛОВА КСЕНИЯ АНАНЬЕВНА КАЧЕСТВО ЖИЗНИ НАСЕЛЕНИЯ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВОГО РЕГИОНА НА КРАЙНЕМ СЕВЕРЕ (НА ПРИМЕРЕ ЯМАЛОНЕНЕЦКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА) Специальность 25.00.24. – Экономическая, социальная, политическая и рекреационная география АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Санкт-Петербург – 2010 Работа выполнена на кафедре социально-экономической географии и. »
«Васильева Анастасия Васильевна ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНЫХ ПОЖАРОВ НА КРУПНОМАСШТАБНУЮ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПОЛЯ ПРИЗЕМНОГО CO В СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ 25.00.29 – Физика атмосферы и гидросферы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук Москва – 2012 1 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН. Научный руководитель : кандидат физико-математических наук, Моисеенко Константин Борисович Официальные. »
«Елохина Светлана Николаевна ТЕХНОГЕНЕЗ ЗАТОПЛЕННЫХ РУДНИКОВ УРАЛА Специальность 25.00.36 – Геоэкология (наук и о Земле) Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук Екатеринбург — 2014 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Уральский государственный горный университет Научный консультант — Грязнов Олег Николаевич, доктор геолого-минералогических наук, профессор, заведующий кафедрой гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии ФГБОУ ВПО. »
«ТОМБЕРГ Ирина Викторовна ТРАНСФОРМАЦИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА РЕЧНЫХ ВОД В ЗОНЕ СМЕШЕНИЯ С ОЗЕРНЫМИ (НА ПРИМЕРЕ ГЛАВНЫХ ПРИТОКОВ БАЙКАЛА) 25.00.27 – гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Иркутск – 2008 2 Работа выполнена в Лимнологическом институте Сибирского отделения Российской академии наук Научный руководитель кандидат географических наук Сороковикова Лариса Михайловна Официальные. »
«СЕДНЕВ Максим Владиславович МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОБЪЕКТНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА НА УРАНОВЫХ ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ специальность 25.00.36 — Геоэкология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Москва — 2007 Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте минерального сырья им. Н.М. Федоровского (ВИМС) Научный руководитель : доктор геолого-минералогических наук Печенкин Игорь Гертрудович. »
«Самойленко Алексей Геннадьевич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УГЛЕЙ ХАРАНОРСКОГО РАЗРЕЗА Специальность 25.00.22 – Геотехнология (подземная, открытая и строительная) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Чита – 2014 2 Диссертация выполнена в ФГБОУ ВПО РФ Забайкальский государственный университет Научный руководитель : доктор технических наук, профессор, завеОвешников дующий кафедрой открытых горных работ. »
«ТУРИЦЫНА Мария Владимировна ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПЛАСТОВ С АНОМАЛЬНО НИЗКИМИ ДАВЛЕНИЯМИ Специальность 25.00.15 – Технология бурения и освоения скважин Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2013 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальный минеральносырьевой университет Горный. »
«Ивлиев Петр Павлович ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЗВИТИЯ ОПАСНЫХ ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПОБЕРЕЖЬЯ АЗОВСКОГО МОРЯ (В ПРЕДЕЛАХ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ) специальность 25.00.36 – Геоэкология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Ростов-на-Дону 2012 Работа выполнена на кафедре океанологии ФГАОУ ВПО Южный федеральный университет Научный руководитель : доктор географических наук, профессор кафедры океанологии Южного Федерального. »
«ГАННИБАЛ Мария Андреевна Происхождение и миграция благородных газов в системе вода – порода Специальность: 25.00.09. – “Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых ” Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Москва 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Геологическом институте Кольского научного центра Российской академии наук Научный руководитель : доктор химических наук. »
«Осипов Вячеслав Юрьевич МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ РЕГИОНАЛЬНЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СТРОЕНИЯ ДОЮРСКОГО ФУНДАМЕНТА В ПРИУРАЛЬСКОЙ ЧАСТИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ Специальность 25.00.10 – Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Екатеринбург – 2010 Работа выполнена в Институте геофизики УрО РАН (г. Екатеринбург) Научный руководитель : кандидат геолого-минералогических наук. »
«Горбатова Елена Александровна МИНЕРАЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ КОЛЧЕДАННЫХ РУД ЮЖНОГО УРАЛА Специальность 25.00.05 – Минералогия, кристаллография АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук Москва – 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова (ФГБОУ ВПО МГТУ. »
«Метт Дмитрий Александрович Изучение фильтрационных параметров латеральных флюидоупоров с целью уточнения параметров гидродинамической модели 25.00.17 – Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва — 2012 Работа выполнена в обществе с ограниченной ответственностью ЛУКОЙЛ – Инжиниринг, г. Москва. Научный руководитель : Кандидат технических наук Вольпин Сергей Григорьевич. »
«Кузеванова Евгения Владимировна МЕТАЛЛОНОСНОСТЬ УГЛЕЙ КАЙНОЗОЙСКИХ БУРОУГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИМОРЬЯ Специальность 25.00.11 – Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Санкт-Петербург, 2014 Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского (ФГУП ВСЕГЕИ), г. »
«ВОЛОГЖИНА САЯНА ЖАМСАРАНОВНА ОЦЕНКА ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АНТРОПОГЕННЫХ ПРИМЕСЕЙ В АТМОСФЕРЕ ПРИБАЙКАЛЬЯ 25.00.36 – Геоэкология (географические наук и) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Улан-Удэ – 2012 Работа выполнена на кафедре гидрологии и охраны водных ресурсов географического факультета ФГБОУ ВПО Иркутский государственный университет Научный руководитель доктор технических наук, профессор АРГУЧИНЦЕВА Алла. »
© 2013 www.diss.seluk.ru — «Бесплатная электронная библиотека — Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»
Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.
Источник