Антропогенные ландшафты иркутской области

Природные и антропогенные условия территории Иркутской области

Природные условия территории

Иркутский угольный бассейн – угольный бассейн, расположенный в южной части Иркутской области России. Протягивается на 500 км вдоль северо-восточного склона Восточного Саяна от города Нижнеудинск до озера Байкал. Средняя ширина 80 км, площадь 42,7 тыс. км². В районе Иркутска угольный бассейн разделяется на две ветви: северо-восточную Прибайкальскую и юго-восточную Присаянскую, представляющую собой наиболее населённую и освоенную в экономическом отношении территорию Иркутской области.

Пл. 42,7 тыс. км². Разведанные запасы угля составляют 7,5 млрд. т, предварительно оцененные – 9 млрд. т, в том числе каменного соответственно 5,2 и 8,5, бурого – 2,3 и 0,5. В бассейне выделено 16 угленосных районов, разведано 20 больших угольных месторождений, в том числе каменного угля – Черемхово, Вознесенске, Новометелкинске, Каранцайске, Ишидейске; бурого – Азейское, Мугунское. Бассейн связан с асимметричным Передсаянским прогибом. Угленосность – с юрским отложениями, которые залегают в широких пологих впадинах домезозойских пород. Мощность их нарастает в юго-западном направлении от 75 до 750 м. В отложениях прослеживается от 1–2 до 25 пластов угля мощностью 1–10 (19) м. Строение пластов сложное, залегание нарушено мелко амплитудными разрывами и карстовыми процессами. Уголь в основном гумусовый (87%), частично гумусо-сапропелевый и сапропелевый, марок от БЗ к ГЖ. Уголь зольный (19–30%), мало- и высокосернистый (до 5,5%). Уголь используется в основном в энергетических целях, частично для полукоксования и газификации.

Климат территории Иркутского угольного месторождения резкоконтинентальный, с продолжительной холодной зимой и коротким жарким летом. Температура воздуха отличается резкими колебаниями. Среднегодовая температура воздуха минус 0,9˚С. Абсолютный минимум температуры падает на декабрь – январь (минус 38–40 и абсолютный максимум – на июль – август, равный +36… +37°С.

Период с отрицательной температурой составляет 100 дней. Следует отметить, что ни один месяц не гарантирован от заморозков.

Глубина промерзания почвы составляет 192 см. Среднегодовая отрицательная влажность 70%.

Среднегодовое количество атмосферных осадков в районе месторождения колеблется от 347 до 400 мм. Средняя продолжительность снеготаяния составляет 34 дня.

Существует опасность затопления горных выработок грунтовыми водами, а также атмосферными, особенно в паводковый период.

Антропогенные факторы, воздействующие на состояние среды

Угольная промышленность была и остается вторым по значимости загрязнителем водных объектов Иркутского угольного бассейна после энергетики, которая сбрасывает в реки 58,9% (1515,44 млн. кубометров в год) неочищенных вод. На долю угольной промышленности приходится 14,6% (383,92 млн. кубометров в год) неочищенных вод. При этом угольные предприятия сбрасывают 34,4% всех взвешенных веществ и 10% нефтепродуктов. В первую очередь, за счет ведения горных работ, разрушается геологическая среда. Вынос на поверхность громадной массы глубинных горных пород (это свыше 8 млрд. куб. м) привел к процессам осадки поверхности, образованию депрессионных воронок, нарушает природное равновесие в миграции химических элементов, разрушает сложившиеся природные биоценозы.

Просадки поверхности, затрагивающие нередко территории городов и поселков, вызывают серьезные осложнения в эксплуатации жилищного фонда, промышленных зданий и сооружений. Они привели к образованию мощных техногенных ландшафтов, спровоцировали активизацию опасных экзогенных геологических процессов-оползней.

Вследствие физического и химического выветривания горных пород в окружающую среду попадает большой спектр загрязняющих веществ. Перенос их на значительные расстояния превращает локальное загрязнение окружающей среды в региональное. Воздействие угледобывающего комплекса на гидросферу проявляется в изменении водного режима территории (иссушение или подтопление), загрязнении грунтовых и сточных вод продуктами физического и химического выветривания глубинных горных пород. Как при подземных, так и при открытых работах образуется депрессионная воронка понижения уровня грунтовых вод, размеры которой зависят от геологических и гидрогеологических условий района местонахождения и продолжительности его разработки. Общая площадь депрессионных воронок в Иркутском угольном бассейна превышает 2 тыс. кв. км.

На нарушенных горнодобывающими работами землях изменяются микроклиматические условия – зачерненная углистыми частицами поверхность сильнее нагревается, увеличивается испарение, снижается относительная влажность воздуха. Уменьшение естественного питания рек из водоносных горизонтов, вплоть до перехода их из контуров разгрузки питания, а также сброс загрязненных дренажных вод в реки с расходами, превышающими меженные расходы рек от 2,5 до 5,8 раз, приводит к загрязнению водотоков.

Шахты на единицу получаемой продукции сбрасывают в водные объекты больше взвешенных веществ в 3,6 раза, хлоридов в 5,2 раза, легкоокисляющихся органических веществ в 2,6 раза, нефтепродуктов в 3,72 раза, чем разрезы. Основным загрязняющим компонентом шахтных вод являются взвешенные вещества, их содержание достигает 40 мг/куб. дм, содержание аммиака регистрируется до 2 мг/куб. дм, нитритов до 4 мг/куб. дм, нитратов до 0,6 мг/куб. дм. В сточных водах некоторых шахт содержится фенол, который образуется в результате пирогенного разложения угля. Шахтные воды сильно бактериально загрязнены, коли-индекс достигает 230 000 000.

Малые реки в районах размещения шахт и разрезов значительно загрязнены. Так в реку Ангара сбрасывают сточные воды один разрез (1600 тыс. куб. м/год) и 19 шахт (33691 тыс. куб. м/год), при этом в реку поступают 1611,8 тыс. тонн взвешенных веществ, 6,38 тонн нефтепродуктов, 59,45 тонн фенолов, 1149 тыс. тонн хлоридов, 4843 тыс. тонн сульфатов и т.д.

Закрытие угольных предприятий в еще большей степени усугубит экологическую обстановку в регионе. Международный опыт показывает, что экологические и техногенные последствия проявляются далеко за пределами горных отводов угольных предприятий и могут быть отнесены во времени на многие годы с момента ликвидации горного предприятия. В первую очередь это связано с переносом загрязняющих веществ подземными водами в зону действия подземных водозаборов питьевого назначения, выдавливанием и переносом токсичных газов, подтопление значительных территорий и образованием болот в границах городов и поселков. В связи с этим необходимо создать эффективную систему мониторинга, оценки и прогноза экологических и техногенных последствий закрытия шахт.

Ежегодно шахты Иркутского угольного бассейна безвозвратно выбрасывают в атмосферу около 2,5 млрд. куб. м метана, внося заметный вклад в глобальное загрязнение атмосферы планеты. В то же время выбрасываемый метан можно рассматривать в качестве дополнительного энергетического сырья. Кроме того, промвыбросы в атмосферу распространяются на сотни километров и выпадают в виде кислотных дождей в предгорьях Восточных Саян, что явилось одной из причин массовой гибели пихты (на сотнях тысяч гектарах) в высокогорных районах. Сохранение и приумножение биологического разнообразия региона является обязательным фактором перехода к устойчивому развитию – эта мысль неоднократно звучала с трибуны.

Кризисная экологическая обстановка в угледобывающих регионах определяется наряду с загрязнением атмосферы и водного бассейна – разрушением естественных ландшафтов (почвенного и растительного покрова).

При таких масштабах разрушения естественных ландшафтов угледобывающие районы соответствуют критериям отнесения к зонам «экологического бедствия». Степень воздействия на окружающую среду этих техногенных ландшафтов такова, что она уже не может быть оценена только по ущербу, наносимому сельскому или лесному хозяйствам. Кардинальные изменения характера биологических и почвенно-геохимических процессов, вызванные горнодобывающими работами, сопровождаются шлейфом негативных экологических последствий, охватывающих всю Иркутскую область и прилегающие территории вследствие переноса загрязнителей с нарушенных земель речным стоком и ветрами.

В этих условиях рекультивация нарушенных земель является эффективным методом восстановления техногенных ландшафтов. Учеными Сибирского отделения РАН ведутся исследования по проблемам реабилитации этих ландшафтов.

Больше площадные плоские (транспортные) и хорошо спланированные бестранспортные отвалы вскрышных горных пород в большинстве случаев пригодны для создания продуктивных кормовых угодий из бобово-злаковых травосмесей без нанесения плодородного слоя почвы. Урожайность зеленой массы на 2–6-й год составляет от 150 до 380 ц/га. В сравнении с посевами на зональных ненарушенных почвах травостои на породных отвалах более долговечны.

Выводы по результатам изучения природных и антропогенных факторов негативных процессов на территории

Перспективы повышения экологической безопасности в Иркутском угольном бассейне теснейшим образом связаны с принятыми приоритетами и технической политикой.

Расстановка приоритетов в системе разработки и осуществления природоохранных мероприятий зависит в основном от степени антропогенного воздействия на природную среду и от степени ее реакции на это воздействие. Кроме этого, в качестве основополагающих причин расстановки приоритетов необходимо учитывать природно-климатические, экономические, социальные и демографические факторы.

С учетом специфики продолжающегося воздействия техногенных факторов на природную среду и требований времени в качестве основных приоритетов природоохранной деятельности в Иркутском угольном бассейне на ближайшую перспективу приняты:

по охране водных ресурсов – очистка изливающихся шахтных вод от загрязняющих веществ (солей тяжелых металлов), исключение возможности загрязнения подземных водоносных горизонтов шахтными водами, разработка и реализация мероприятий по снижению поступления поверхностных вод в водоносные горизонты, оздоровление и рекультивация берегов малых рек и водоемов;

по охране атмосферного воздуха – предотвращение возгорания и тушение горящих породных отвалов;

по охране земельных ресурсов и восстановлению нарушенных земель – рекультивация нарушенных земель и породных отвалов;

по использованию твердых отходов – разработка технологий их применения в качестве сырья для производства строительных материалов, органоминеральных удобрений и других промышленных продуктов.

Подтверждение принятая система приоритетов нашла в своем отражении в проекте природоохранных мероприятий, направленных на восстановление состояния природной среды на территории Иркутского угольного бассейна.

Анализируя и оценивая степень воздействия негативных факторов на состояние природной среды на территории Иркутского угольного бассейна, можно сделать вывод о том, что более 98% ущерба, наносимого природной среде, связано с проблемами загрязнения поверхностных водоемов загрязненными шахтными водами и стоками породных отвалов.

Исходя из степени вредного воздействия на окружающую природную среду, в ближайшее время необходимо реализовать следующие мероприятия:

ввести в эксплуатацию опытно-промышленную установку по очистке кислых шахтных вод и утилизации осадка;

разработать технологические регламенты и реализовать проекты промышленных установок по очистке кислых шахтных вод на шахтах);

провести рекультивацию нарушенных земель и породных отвалов на шахтах и шахтоучастках Иркутского угольного бассейна с целью исключения вредного воздействия стоков породных отвалов на поверхностные водоемы и восстановление ландшафта территории;

реализовать мероприятия по оздоровлению водоемов и рекультивации берегов рек-приемников.

Реализация данных мероприятий позволит в корне изменить экологическую ситуацию в Иркутском угольном бассейне и реабилитировать территорию.

Источник статьи: http://gossmi.ru/page/gos1_569.htm

Экологическая устойчивость почвенно-геолого-геоморфологических ландшафтных комплексов в пределах г. Иркутска Текст научной статьи по специальности « Науки о Земле и смежные экологические науки»

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Мартынова Наталья Александровна, Белоусов Виктор Михайлович, Кузеванов Виктор Яковлевич

Проанализировано экологическое состояние природно-антропогенных ландшафтов г. Иркутска и его окрестностей. Исследовано влияние природных и антропогенно-техногенных факторов на формирование и свойства почв, биологическое разнообразие и продуктивность природных систем, их природно-ресурсный потенциал. Проведены анализ и оценка экологической устойчивости изученных ландшафтов и типизация почвенно-геолого-геоморфологических ландшафтных комплексов, выделенных по типу их относительной устойчивости. Составлена карта-схема выделенных комплексов в пределах г. Иркутска.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Мартынова Наталья Александровна, Белоусов Виктор Михайлович, Кузеванов Виктор Яковлевич

Environmental Sustainability of Soil-Geomorphological Landscape Complexes within the City of Irkutsk

The ecological state of natural and anthropogenic landscapes of Irkutsk and its environs has been analyzed. The influence of natural and anthropogenic factors on the environment, on the formation and properties of soils, on the biological diversity and productivity of natural systems, their natural resource potential was studied. During the course of research at the territory of the city, a number of negative processes of anthropotechnical pressure were noted: the increasing of atmospheric air pollution with sulfur dioxide, increasing of the density of the upper soil horizons, the depletion of soil absorbing complex with plant nutrition elements, the increasing of the amount of heavy metals (except for forest Park soils), soil alkalinization (especially for areas with the highest density of development and near thermal power plants), which leads to decrease in the removal of heavy metals and, consequently, to an increase in soil pollution. As a result of a strong anthropogenic-technogenic transformation of the soil cover at the city of Irkutsk, which causes a change of the basic soil-forming processes and chemical status of urban soils, a large part of the city today is occupy by anthropogenically transformed soils (urbanized soils, urbanozems, ekranozems, necrozems) and technogenic superficial formations (quasizems, replantazems, urbiquasizems, naturalfabricates, refabricate, etc.). And in the industrial urban areas, highly modified chemically, the industrizems (stratozems, abrazems, chemozems, etc.) are formed. The analysis and assessment of the ecological stability of the studied landscapes and the typification of soil-geological-geomorphological landscape complexes, identified by the type of their relative stability, were carried out. The map-scheme of the allocated complexes within the city of Irkutsk has been made, with taking account of the influence of natural and anthropogenic factors, soil, vegetation, geological rocks, topography, surface and underground water flow. Complexes of gray, dark gray, and meadow-Chernozem soils of I and II river terraces with alluvial-deluvial deposits of the Holocene and late Pleistocene and shallow groundwater (2-5 m) are relatively highly stable.The most highly resistant of the soil-geological-geomorphological complexes are ecosystems of floodplains and low-lying areas of the 1st terrace with alluvial Holocene deposits, shallow groundwater (from 2 to 5 m) with a soil cover represented by a combination of meadowChernozem soils, gleezems, alluvial humus and dark humus soils. The obtained factual material will allow for a more detailed account of the degree of soil and landscape stability in the determining of prerequisites and directions for optimizing of the use of territories, in carrying out of various engineering, construction and other works, in determining the limits of recreational load on landscapes, in forming the environmental infrastructure of the city and in application of innovation and green urban planning.

Текст научной работы на тему «Экологическая устойчивость почвенно-геолого-геоморфологических ландшафтных комплексов в пределах г. Иркутска»

Серия «Биология. Экология»

Онлайн-доступ к журналу: http://izvestiabio.isu.ru/ru

2019. Т. 30. С. 93-104

Иркутского государственного университета

И З В Е С Т И Я

почвенно-геолого-геоморфологических ландшафтных комплексов в пределах г. Иркутска

Н. А. Мартынова, В. М. Белоусов, В. Я. Кузеванов

Иркутский государственный университет, г. Иркутск, Россия E-mail: natamart-irk@yandex.ru

Аннотация. Проанализировано экологическое состояние природно-антропогенных ландшафтов г. Иркутска и его окрестностей. Исследовано влияние природных и антропогенно-техногенных факторов на формирование и свойства почв, биологическое разнообразие и продуктивность природных систем, их природно-ресурсный потенциал. Проведены анализ и оценка экологической устойчивости изученных ландшафтов и типизация почвенно-геолого-геоморфологических ландшафтных комплексов, выделенных по типу их относительной устойчивости. Составлена карта-схема выделенных комплексов в пределах г. Иркутска.

Ключевые слова: почвенно-экологический потенциал, экология почв и биоценозов, биоразнообразие, устойчивость почвенного покрова, охрана ландшафтов, зелёная зона, почвенно-геоморфологические комплексы.

Для цитирования: Мартынова Н. А., Белоусов В. М., Кузеванов В. Я. Экологическая устойчивость поч-венно-геолого-геоморфологических ландшафтных комплексов в пределах г. Иркутска // Известия Иркутского государственного университета. Серия: Биология. Экология. 2019. Т. 30. С. 93-104. https://doi.org/10.26516/2073-3372.2019.30.93

Современный облик ландшафтов городских территорий формируется в значительной мере под воздействием антропогенного фактора, роль и значение которого с течением времени увеличивается, сокращая естественные ландшафты города и его окрестностей [Перельман, 1955, 1975, 1991]. С усилением урбанизации нагрузка на естественные компоненты городской среды постоянно возрастает. Почвенно-растительный покров г. Иркутска и его окрестностей подвержен выраженному влиянию техногенных и антропогенных факторов, присущих урбанизированным территориям. Эти воздействия приводят к существенным структурным преобразованиям почв и перераспределению их биологической активности, к ослаблению, поражению болезнями и вредителями, преждевременному старению и гибели растений на территории, т. е. ограничивают важнейшую роль почвенно-растительного комплекса в оптимизации экологических условий города.

Задача обеспечения сохранения почвенно-растительного покрова городских территорий обусловливает необходимость оценки его современного

экологического состояния для того, чтобы выработать подходы к оздоровлению состояния окружающей среды урбанизированных территорий.

Цель настоящей работы — проанализировать экологическое состояние природно-антропогенных ландшафтов г. Иркутска и провести типизацию почвенно-геолого-геоморфологических ландшафтных комплексов, выделенных в пределах города, по степени их экологической устойчивости.

Материалы и методы

Полевые исследования почвенно-геолого-геоморфологических ландшафтных комплексов в пределах г. Иркутска и его окрестностей проведены в 2000-2017 гг. с использованием почвенно-морфологического, педо-литологического, ботанического, геологического, геоморфологического и сравнительно-географического, эколого-картографического методов.

Выполнены 36 маршрутных исследований почвенно-ландшафтных ка-тен в различных районах г. Иркутска и его окрестностей, заложены и описаны 111 почвенных разрезов. Для уточнения классификационной принадлежности почв отбирались пробы из основных генетических горизонтов исследованных типов почв. Особенности экологии и почвообразования изучались в лабораторных условиях путём дополнительных аналитических исследований свойств почв. Анализ 234 почвенных проб проведён с использованием воздушно-сухих образцов, растёртых и просеянных через сито с диаметром отверстий в 1 мм (для отдельных анализов — 0,25 мм). Определение физико-химических свойств почв проводили общепринятыми методами гравиметрии, потенциометрии, титриметрии, фотоколориметрии, газомет-рии с использованием стандартных методик. Для уточнения физических свойств почв определялся гранулометрический состав почв методом Н. А. Качинского [Вадюнина, Корчагина, 1986]. Физико-химические свойства изучались через определение рНН20 и pHKCi потенциометрически, гидролитической кислотности по Г. Каппену и обменной кислотности по Н. И. Соколову, общего углерода и общего азота, обменных катионов Са2+ и Mg2+ методами И. В. Тюрина, обменных катионов Са2+ и Mg2+ — методом К. К. Гедройца, подвижного фосфора методом А. Т. Кирсанова с фотоколориметрическим окончанием (с использованием фотоколориметра КФК-2МП (ЗОМЗ, Россия)), подвижного Fe3+ методом О. Тамма, содержания карбонатов методом И. Ф. Голубева [Аринушкина, 1970; Воробьёва, 1995]. Для оценки устойчивости почв к подкислению и подщелачиванию определялась кислотно-основная буферность методом Аррениуса. Подвижные формы тяжелых металлов определялись атомно-абсорбционным (с использованием атомно-абсорбционного спектрофотометра АА-6200 (Shimadzu, Япония)) и химическими методами.

Результаты и обсуждение

Иркутск относится к городам с развитой промышленной инфраструктурой и многие годы находится в публикуемом Минприроды России списке городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха [Меди-

ко-экологическая оценка . , 1997; Региональный экологический атлас . , 1998; Государственный доклад . , 2019]. Поллютанты, источниками которых являются выбросы объектов энергетики, алюминиевой промышленности и транспорта, накапливаются в понижениях рельефа. Сильно загрязнённые участки характеризуются практически полным отсутствием лишайников на стволах деревьев, преобладанием рудеральной растительности в травяном ярусе.

Из тяжёлых металлов (ТМ) приоритетным загрязнителем в почвах г. Иркутска выступает свинец, в основном в результате поступления в виде растворимых и обменных соединений выхлопных газов автотранспорта. В почве свинец аккумулируется в составе органического вещества, в железо-марганцевых оксидах и гидроксидах. Максимальное содержание свинца выявлено в левобережной части города, что связано с воздействием выбросов алюминиевого и авиационного заводов, ТЭЦ, широким развитием частного жилого сектора и крупных городских автострад. Кадмий поступает с пылью, осадками, в виде окиси. Причём фитотоксический эффект кадмия, внесённого в почву, в составе пыли выше, чем в форме окиси кадмия, что обусловлено совместным присутствием в пыли и других токсикантов — свинца, цинка. Кроме того, свинец в небольших дозах оказывает синергический эффект на поступление кадмия в растения. В почвах города также увеличено содержание меди, где она аккумулируется в составе органического вещества.

В ходе исследований на территории города был отмечен целый ряд негативных процессов антропотехнического давления. Все почвы, кроме почв лесопарков, содержат повышенные количества ТМ (Си, 2п, РЬ, С^ N1) в верхних искусственно созданных слоях. За последнее время возросло среднее загрязнение атмосферного воздуха диоксидом серы. Загрязнение почв бенз(а)пиреном, медью, диоксидом азота, оксидом азота, формальдегидом, железом, цинком и свинцом снизилось в 1,2-4 раза. Проведённый корреляционный анализ между содержанием металлов в верхних горизонтах почв и в древесных насаждениях ключевых участков выявил положительную зависимость между содержанием Мп, Си, РЬ.

В урбанозёмах отмечаются почвообразовательные процессы, характерные для лесных почв: гумусообразование, вынос и перераспределение минеральных компонентов. Для большинства городских почв характерно смещение кислотности в щелочную сторону. Самые высокие значения рН (до 9,0) отмечаются на территориях с наибольшей плотностью застройки или расположенных вблизи ТЭЦ, крупных автомагистралей и железной дороги.

Выявленные тенденции подщелачивания верхних горизонтов почв в отдельных районах снижают гидролитическую кислотность почв города, что приводит к уменьшению выноса тяжёлых металлов и значительным превышениям по содержанию ряда тяжёлых металлов, а следовательно, к усилению загрязнения почв. Изменение рН приводит к увеличению подвижных форм ТМ по отношению к фоновым значениям Со, Си, 2п, А1, РЬ, с одной стороны, и уменьшению подвижных форм Бе, Мп по отношению к фоновым значениям — с другой.

Переход многих элементов в неподвижную форму снижает их доступность для растений и микроорганизмов. Уменьшение содержания обменных форм Са, Mg (CHO, ЕКО) приводит к относительному обеднению почвенного поглощающего комплекса (ППК). Соотношение Ca/Mg изменяется в сторону уменьшения обменного Mg, происходит разбаланси-рование ППК, и снижается его устойчивость, что, в свою очередь, снижает буферную способность почв. Относительно повышается содержание обменного Na в почвах города, нехарактерное для верхних горизонтов почв.

Установлено также увеличение плотности сложения верхних горизонтов почв. Граница переуплотнения и прерывания развития корней начинается с величины 1,2-1,4 г/см3, на дорожно-тропиночной сети значения достигают 1,7 г/см3.

Выявлена обратная корреляционная зависимость между переуплотнением верхних горизонтов и показателями надземной биомассы растений, а также между фитотоксичностью и показателями надземной биомассы растений. Отмечена прямая корреляция между показателями содержания общего углерода почв и углерода микробомассы. Установлены большие значения эмиссии CO2 по сравнению с фоновыми почвами, но при этом не выявлена корреляционная зависимость с общим углеродом почв и их порозностью, что может свидетельствовать о возрастании необратимых потерь углерода в урбоэкосистемах.

Наблюдаемые процессы дегумификации приводят к относительному обеднению верхних горизонтов общим азотом и увеличению отношения C/N. Все эти негативные явления способствуют увеличению фитотоксично-сти почв, проявление которой в условиях города наибольшее.

Полученные результаты загрязнения почвенного покрова ТМ по суммарному коэффициенту загрязнения и росту негативных свойств почв хорошо коррелируют с данными о загрязнении атмосферы и древесных насаждений г. Иркутска.

Проведённые нами исследования почвенного покрова в Иркутском районе выявили преобладающее распространение среди естественных природных почв подзолистых, серых (*1серых лесных) и буроземов (*дерновых карбонатных) с серыми метаморфическими и дерновыми серогумусовыми (*дерновыми лесными) почвами, сохранившихся на неосвоенных участках тайги вершин и склонов увалов на продуктах выветривания юрских образований под берёзово-сосновыми и берёзово-осиновыми лесами. По долинам рек на аллювиально-делювиальных отложениях распространены чернозёмо-видные (*лугово-чернозёмные), тёмно-гумусово-глеевые (*луговые), глее-зёмы криометаморфические и торфяно-перегнойно-глеевые (* болотные сезонно-мерзлотные), аллювиальные серо- и тёмногумусовые (* аллювиальные дерновые) почвы.

1 Типы почв приведены по классификации 2004 г. [Полевой определитель почв . , 2008; Классификация и диагностика почв . , 2004]; астериском отмечены типы почв по классификации 1977 г.

[Классификация и диагностика почв . , 1977].

Известия Иркутского государственного университета Серия «Биология. Экология». 2019. Т. 30. С. 93-104

Антропогенно-техногенное влияние города вызывает сильный сдвиг значений рН в естественных почвах в щелочную сторону, увеличение насыщенности основаниями, рост содержания элементов питания по сравнению с почвами внегородских территорий, изменяет ряд других свойств, определяющих химическое состояние городских почв и ход почвообразовательных процессов, что подтверждает необходимость выделения индустри-озёмов (стратозёмов, абразёмов, хемозёмов и др.) — почв промышленных городских территорий, сильно изменённых химически. Исходя из морфологического строения профиля, естественные почвы можно разделить на естественные ненарушенные и естественные нарушенные.

Среди антропогенно-преобразованных ландшафтов выделяются две основные группы [Воробьёва, Белозерцева, Богданов, 2011]:

1) культурные, созданные человеком путём изменения естественного ландшафта в нужном направлении для хозяйственных целей (сады, парки, пруды, озёра, рекреационные зоны отдыха и т. п.);

2) возникшие в результате нерационального использования естественных ландшафтов (промышленные карьеры, отвалы, расчленённые оврагами склоны, вторично засолённые почвы орошаемых районов, свалки и пр.).

В результате сильной антропогенно-техногенной трансформации почвенного покрова в г. Иркутске большая часть территории города сегодня занята антропогенно-преобразованными почвами, представленными урбо-почвами, урбанозёмами, экранозёмами, некрозёмами, технозёмами и техногенными поверхностными образованиями (ТПО) (квазизёмами, реплантозё-мами, урбиквазизёмами, натурфабрикатами, артифабрикатами и пр.).

Проведённые исследования почвенно-растительного покрова, биогеохимических особенностей элементарных ландшафтных структур г. Иркутска, а также их взаимосвязи с геолого-геоморфологическими, гидрографическими и климатическими условиями формирования и историей развития позволили нам выделить следующие типы устойчивости почвенно-геолого-геоморфологических ландшафтных комплексов (рис.):

1. Относительно неустойчивые поверхности сильно расчленённых узких водоразделов и крутых склонов с делювиальными отложениями голоцена и позднего плейстоцена и глубоким залеганием (>15 м) грунтовых вод с преимущественным развитием подзолистых (П), дерново-подзолистых почв (Пд) и серых элювиированных (Сэл) (* светло-серых лесных) почв с интенсивной эрозионной деятельностью на крутых склонах — Пд+Сэл] (см. рис., 1) и [Ш^4/ П+Пд] (см. рис., 1а).

2. Очень слабоустойчивые днища падей с пролювиальными голоцено-выми отложениями, временными или постоянными водотоками с относительно неглубоким залеганием грунтовых вод (2-5 м) с глеезёмами (Г) (*лугово-болотными), тёмногумусовыми (Гут) (* луговыми) и серогумусо-выми (Гу) (* аллювиальными дерновыми) почвами, подверженными заболачиванию и образованию оврагов — [р^4/Г+Гут+Гу] (см. рис., 2).

Рис. Карта-схема почвенно-геолого-геоморфологических комплексов г. Иркутска, выделенных по типу относительной устойчивости: 1, 1а — относительно неустойчивые; 2 — очень слабоустойчивые; 3 — слабоустойчивые; 4 — относительно слабоустойчивые; 5, 5а — относительно среднеустойчивые; 6 — среднеустойчивые; 7, 7а — относительно высокоустойчивые; 8 — высокоустойчивые

3. Слабоустойчивые водораздельные ровные поверхности с элювием голоценовых отложений и глубоким залеганием (>15 м) грунтовых вод с развитыми на них дерново-подзолистыми (Пд) и серыми элювиированными (Сэл) (*светло-серыми лесными) почвами — [е^4 / Пд+ Сэл] (см. рис., 3).

4. Относительно слабоустойчивые ровные поверхности водоразделов и пологих склонов с элюво-делювием голоценовых отложений и глубоким залеганием (>15 м) грунтовых вод с серыми (С) (*серыми лесными), тёмно-серыми (Ст) глееватыми (*тёмно-серыми лесными), серыми метаморфическими (См) (* бурыми лесными) почвами (с образованием промоин, оврагов) — [ёе^4 /С+Ст+См] (см. рис., 4).

5. Относительно среднеустойчивые слабонаклонные поверхности 3-5-й надпойменных террас с делювиальными и делювиально-пролювиальными отложениями, развитыми на древнеаллювиальных отложениях верхнего плейстоцена самаровского (см. рис., 5) и казанцевского (каргинского) (см. рис., 5а) времени с глубоким залеганием грунтовых вод (от 5 до 15 м), с серыми (С) (* серыми лесными) и серыми метаморфическими (См) (* бурыми лесными), часто остаточно карбонатными, частично проградированными на южных склонах почвами, с промоинами, оврагами, проседанием и отседа-нием пород на склонах — [Ш+ф1 /а10з2/С+См] (см. рис., 5) и [Ш+ф1 /а10з3/С+См] (см. рис., 5а).

6. Среднеустойчивые комплексы низкой поймы и заниженных участков, старичных русел с аллювиальными отложениями среднего голоцена, неглубоким залеганием грунтовых вод (2-5 м) и развитием торфяно-глеезёмов (Гт) (* болотных низинных почв), аллювиальных перегнойных квазиглеевых (Ал) (* аллювиальных луговых, болотных) почв, подверженных затоплению, заилению, заболачиванию, образованию промоин -[а^42/Гт+Ал] (см. рис., 6).

7. Относительно высокоустойчивые поверхности I и II надпойменной террас с аллювиально-делювиальными отложениями голоцена и позднего плейстоцена и неглубоким залеганием грунтовых вод (2-5 м) с серыми (С) (*серыми лесными), тёмно-серыми (Ст) (*тёмно-серыми лесными) глеева-тыми, чернозёмовидными (Чз) (*лугово-чернозёмными) почвами -[а^3+4/Ст+Чз] (см. рис., 7) и [а^3/С+Ст] (см. рис., 7а).

8. Высокоустойчивые комплексы поймы и пониженных участков 1-й террасы с аллювиальными голоценовыми отложениями, неглубоким залеганием грунтовых вод (2-5 м) и развитием глеезёмов (Г) (*лугово-болотных), аллювиальных гумусовых (Гу) (* аллювиальных дерновых), тёмногумусовых (Гут), (*луговых), чернозёмовидных (Чз) (*лугово-чернозёмных) почв, подверженных затоплению, заболачиванию, образованию промоин -[а^/Г+Гу+Гут+Чз] (см. рис., 8).

Необходим мониторинговый детальный учёт степени устойчивости почв и ландшафтов при проведении различных инженерно-строительных работ. Важной составляющей охраны почвенного покрова является сохранение гумусового слоя для обеспечения биопротекторной функции почв -иммобилизации и инактивации ксенобиотиков, токсичных и радиоактивных элементов, стимуляции адаптивных реакций биоты в неблагоприятных условиях среды (загрязнение и другие стресс-факторы), инкорпорирование некоторых пестицидов, углеводородов, фенолов.

Проведённые нами исследования экологического состояния природно-антропогенных ландшафтов г. Иркутска показали необходимость радикальных мер по её улучшению. Современная система озеленения Иркутска не отвечает в должной мере задачам улучшения состояния окружающей среды. Зелёные насаждения города занимают общую площадь 350 га, на каждого жителя г. Иркутска приходится 5,8 м2, что составляет 50 % от санитарно-гигиенических норм. Согласно нормам [СНиП 2.07.01-89. Градостроитель-

ство . , 2002], минимальная площадь общегородского парка должна составлять 15 га, парка планировочного района — 10 га, сада жилого района — 3 га.

Крупные озеленённые территории оказывают наиболее сильное воздействие на микроклимат, лучше защищают многообразие экосистем, меньше страдают от рекреационных перегрузок. Согласно мнениям некоторых специалистов, размеры городских парков должны составлять от 100 до 150 га (в старых, давно сложившихся городах) и до 1000 га — в новых.

Одним из действенных мероприятий, способствующих оздоровлению среды, может стать создание экологического каркаса из лесопарковых зон отдыха населения с имитацией естественных связей вдоль водотоков. Значимость такой системы возрастёт, если её части будут связаны естественными зелёными поясами или коридорами, образуя из «поляризованных ландшафтов» устойчивый экологический каркас территории [Родоман, 2002]. Зелёные массивы из пригородных лесов должны вклиниваться в городские постройки и соединяться с участками внутригородского озеленения. Такой контакт в виде зелёных клиньев практически отсутствует в городе, несмотря на то, что в некоторых районах (предместье Рабочее, микрорайоны Ново-Ленино, Юбилейный, посёлок ГЭС) жилая застройка вплотную приближена к пригородной зелёной зоне.

Неудовлетворительная экологическая ситуация в г. Иркутске требует принятия радикальных мер по её улучшению. Особенно важной задачей является проведение систематических мониторинговых исследований и оценка экологического состояния почв, ценозов и ландшафтов в целом, а также — количественных и качественных составляющих биоразнообразия и их динамики.

Регулярные исследования позволят объективно оценить экологическое состояние почв г. Иркутска и выработать предложения по оптимизации использования территорий, необходимости проведения рекультиваци-онных работ для улучшения плодородия почв и их экологического состояния, разработать рекомендации по снижению антропогенного и техногенного влияния на почвенный покров.

Предложенная типизация почвенно-геолого-геоморфологических комплексов г. Иркутска позволит проводить более детальный учёт степени устойчивости почв и ландшафтов при проведении различных инженерно-строительных работ с разработкой рекомендаций проведения обязательных профилактических и восстановительных рекультивационных работ по сохранению ландшафтов и окружающей природной среды.

Формирование экологической инфраструктуры города должно основываться на основе санитарно-экологической эффективности (средорегулиру-ющего, средозащитного и санитарно-оздоровительного значения) зелёных насаждений. Сегодня как никогда необходима реабилитация водно-зелёной системы — сохранение и восстановление её непрерывности, рукотворное воссоздание и компенсация утрат. Действенными мерами по оздоровлению ситуации и повышению индекса развития человеческого потенциала в

г. Иркутске и его окрестностях должна стать программа последовательных, научно обоснованных и обязательных мероприятий по созданию экологического каркаса «поляризованных ландшафтов» из системы лесопарковых зон отдыха населения с имитацией естественных связей вдоль водотоков на принципах ландшафтного планирования и устойчивого развития, вклинивание зелёных массивов из пригородных лесов в городские постройки и их соединение с участками внутригородского озеленения.

Для сохранения экологической стабильности Иркутского района необходимо дальнейшее планомерное развитие системы ООПТ в г. Иркутске и в его окрестностях, придание охраняемого статуса зелёным массивам города: создание ООПТ в виде парков «Академический», «Юбилейный», «Радищевский», «Солнечный», «Топкинский», «Остров Юность» и др. Необходима разработка и реализация системы постоянных информационно-профилактических мероприятий города по сохранению зелёного наследия региона.

Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв. М. : Изд-во МГУ, 1970. 488 с.

Вадюнина А. Ф., Корчагина З. А. Методы исследования физических свойств почв. М. : Агропромиздат, 1986. 416 с.

Воробьёва Л. А. Теория и методы химического анализа почв. М. : Изд-во МГУ, 1995. 136 с.

Воробьёва Г. А., Белозерцева И. А., Богданов В. Н. Почвы. Природные условия // Атлас развития Иркутска. Иркутск : Изд-во Ин-та географии им. В. Б. Сочавы СО РАН, 2011. С. 44-45.

Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2018 году». М. : Минприроды России; НПП «Кадастр», 2019. 844 с.

Классификация и диагностика почв СССР / В. В. Егоров, В. М. Фридланд, Е. Н. Иванова, Н. И. Розов, В. А. Носин, Т. А. Фриев. М. : Колос, 1977. 223 с.

Медико-экологическая оценка территории Иркутска / Т. И. Коновалова, И. Е. Трофимова, В. А. Ведерников, О. А. Макаров, Е. В. Ненахова. География и природные ресурсы, 1997. № 4. С. 51-59.

Перельман А. И. Биологический круговорот атомов — важнейший геохимический параметр природных ландшафтов. Вестн. МГУ: Серия 5. Геогр. 1991, № 3. С. 3-8.

Перельман А. И. Геохимический ландшафт как самоорганизующая система // Вестн. МГУ. Сер. 5, геогр. 1955. № 4. С. 10-17.

Перельман А. И. Геохимия ландшафта. М. : Высшая школа, 1975. 341с.

Полевой определитель почв / ред. К. Т. Острикова. М. : Почвенный ин-т им. В. В. Докучаева, 2008. 182 с.

Региональный экологический атлас (Концепция, проблематика, научное содержание) / ред.: А. Н. Антипов, А. Р. Батуев, А. В. Белов, В. В. Воробьёв, В. А. Снытко. Новосибирск : Изд-во СО РАН, 1998. 321 с.

Родоман Б. Б. Поляризованная биосфера. Смоленск : Ойкумена, 2002. 336 с.

СНиП 2.07.01-89. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. М. : Госстрой России, ГУП ЦПП, 2002. 60 с.

Классификация и диагностика почв России / Л. Л. Шишов, В. Д. Тонконогов, И. И. Лебедева, М. И. Герасимова. Смоленск : Ойкумена, 2004. 342 с.

Environmental Sustainability of Soil-Geomorphological Landscape Complexes within the City of Irkutsk

N. A. Martynova, V. M. Belousov, V. Y. Kuzevanov

Irkutsk State University, Irkutsk, Russian Federation

Abstract. The ecological state of natural and anthropogenic landscapes of Irkutsk and its environs has been analyzed. The influence of natural and anthropogenic factors on the environment, on the formation and properties of soils, on the biological diversity and productivity of natural systems, their natural resource potential was studied. During the course of research at the territory of the city, a number of negative processes of anthropotechnical pressure were noted: the increasing of atmospheric air pollution with sulfur dioxide, increasing of the density of the upper soil horizons, the depletion of soil absorbing complex with plant nutrition elements, the increasing of the amount of heavy metals (except for forest Park soils), soil alkalini-zation (especially for areas with the highest density of development and near thermal power plants), which leads to decrease in the removal of heavy metals and, consequently, to an increase in soil pollution. As a result of a strong anthropogenic-technogenic transformation of the soil cover at the city of Irkutsk, which causes a change of the basic soil-forming processes and chemical status of urban soils, a large part of the city today is occupy by anthropogenically transformed soils (urbanized soils, urbanozems, ekranozems, necrozems) and technogenic superficial formations (quasizems, replantazems, urbiquasizems, naturalfabricates, refabricate, etc.). And in the industrial urban areas, highly modified chemically, the industrizems (strato-zems, abrazems, chemozems, etc.) are formed. The analysis and assessment of the ecological stability of the studied landscapes and the typification of soil-geological-geomorphological landscape complexes, identified by the type of their relative stability, were carried out. The map-scheme of the allocated complexes within the city of Irkutsk has been made, with taking account of the influence of natural and anthropogenic factors, soil, vegetation, geological rocks, topography, surface and underground water flow. Complexes of gray, dark gray, and meadow-Chernozem soils of I and II river terraces with alluvial-deluvial deposits of the Holo-cene and late Pleistocene and shallow groundwater (2-5 m) are relatively highly stable.The most highly resistant of the soil-geological-geomorphological complexes are ecosystems of floodplains and low-lying areas of the 1st terrace with alluvial Holocene deposits, shallow groundwater (from 2 to 5 m) with a soil cover represented by a combination of meadow-Chernozem soils, gleezems, alluvial humus and dark humus soils. The obtained factual material will allow for a more detailed account of the degree of soil and landscape stability in the determining of prerequisites and directions for optimizing of the use of territories, in carrying out of various engineering, construction and other works, in determining the limits of recreational load on landscapes, in forming the environmental infrastructure of the city and in application of innovation and green urban planning.

Keywords: pedoecological potential, soil ecology, ecological communities, biodiversity, soil stability, landscape protection, soil-geomorphological complexes.

For citation: Martynova N.A., Belousov V.M., Kuzevanov V.Ya. Environmental Sustainability of Soil-Geomorphological Landscape Complexes within the City of Irkutsk. The Bulletin of Irkutsk State University. Series Biology. Ecology, 2019, vol. 30, pp. 93-104. https://doi.org/10.26516/2073-3372.2019.30.93 (in Russian)

Arinushkina E.V. Rukovodstvo po himicheskomu analizu pochv [Guide to chemical analysis of soils]. Moscow, Moscow St. Univ. Publ., 1970. 488 p. (in Russian)

Vadyunina A.F., Korchagina Z.A. Metody issledovaniya fizicheskikh svoistv pochv [Methods of investigation of physical properties of soil]. Moscow, Agropromizdat Publ., 1986, 416 p. (in Russian)

Vorob’eva L.A. Teoriya i metody khimicheskogo analizapochv [Theory and methods of chemical analysis of soils]. Moscow, Moscow St. Univ. Publ., 1995, 136 p. (in Russian)

Vorob’eva G.A., Belozertseva I.A., Bogdanov V.N. Pochvy. Prirodnye usloviya/ Atlas razvitiyaIrkutska [Soils. Natural conditions / Atlas of Irkutsk City development]. Irkutsk, Inst. Geogr. SB RAS Publ., 2011, pp. 44-45. (in Russian)

Gosudarstvennyi doklad «O sostoyanii i ob okhrane okruzhayushchei sredy Rossiiskoi Federatsii v 2018 godu» [On in Russian Federation in 2018. State Review]. Moscow, Ministry of Natural Resources and Environment of the Russian Federation, Kadastr Publ., 2019, 844 p.

Egorov V.V., Fridland V.M., Ivanova E.N., Rozov N.I., Nosin V.A., Friev T.A. Klassi-fikatsiya i diagnostikapochv SSSR [Classification and diagnostics of soils of the USSR]. Moscow, Kolos Publ., 1977, 223 p. (in Russian)

Konovalova T.I., Trofimova I.E., Vedernikov V.L. Makarov O.A., Nenakhova E.V. Mediko-ekologicheskaya otsenka territorii Irkutska [Medical and environmental assessment of the territory of Irkutsk Sity]. Geography and Natural Resources, 1997, no. 4, pp. 51-59. (in Russian)

Perel’man A.I. Biologicheskii krugovorot atomov — vazhneishii geokhimicheskii para-metr prirodnykh landshaftov [Biological cycle of atoms — the most important geochemical parameter of natural landscapes]. Bull. Moscow St. Univ. Ser. 5 Geogr., 1991, no. 3, pp. 3-8. (in Russian)

Perel’man A. I. Geokhimicheskii landshaft kak samoorganizuyushchaya sistema [Geochemical landscape as a self-organizing system]. Bull. Moscow St. Univ. Ser. 5 Geogr., 1955, no. 4, pp. 10-17. (in Russian)

Perel’man A.I. Geokhimiya landshafta [Landscape Geochemistry]. Moscow, Vysshaya schkola Publ., 1975, 341p. (in Russian)

Polevoi opredelitel’ pochv [Field key of soils]. Moscow, V.V. Dokuchaev Soil Inst. Publ., 2008, 182 p. (in Russian)

Regional’nyi ekologicheskii atlas (Kontseptsiya, problematika, nauchnoe soderzhanie) [Regional environmental atlas (Concepts, perspectives, and scientific content)]. A. N. Antipov, A. R. Batuev, A. V. Belov, V. V. Vorob’ev, V. A. Snytko (Eds.). Novosibirsk, SB RAS Publ., 1998, 321 p. (in Russian)

Rodoman B. B. Polyarizovannaya biosfera [Polarized biosphere]. Smolensk, Oikumena Publ., 2002, 336 p. (in Russian)

SNiP 2.07.01-89. Gradostroitel’stvo. Planirovka i zastroika gorodskikh i sel’skikh pose-lenii [Urban Planning and Building. Construction Norms & Regulations (National Codes and Standards of Russia)]. Moscow, Gosstroi Rossii, GUP TsPP Publ., 2002, 60 p. (in Russian)

Shishov L. L., Tonkonogov V. D., Lebedeva I. I., Gerasimova M. I. Klassifikatsiya i di-agnostika pochv Rossii [Classification and diagnostics of soils of Russia]. Smolensk, Oikumena Publ., 2004, 342 p. (in Russian)

Мартынова Наталья Александровна старший преподаватель Иркутский государственный университет Россия, 664003, Иркутск, ул. Маркса, 1 e-mail: natamart-irk@yandex.ru

Белоусов Виктор Михайлович кандидат географических наук, доцент, Иркутский государственный университет Россия, 664003, Иркутск, ул. Маркса, 1 e-mail: kartograf@geogr.isu.ru

Martynova Natalia Aleksandrovna

Irkutsk State University

1, K. Marx st., Irkutsk, 664003,

Belousov Victor Michailovich

Candidate of Sciences (Geography),

Irkutsk State University

1, K. Marx st., Irkutsk, 66400,

Russian Federation 3

Кузеванов Виктор Яковлевич кандидат биологических наук, доцент, помощник ректора

Иркутский государственный университет Россия, 664003, Иркутск, ул. Маркса, 1 e-mail: victor.kuzevanov@gmail.com

Kuzevanov Victor Yakovlevich

Candidate of Sciences (Biology), Associate

Professor, Assistant to the Rector

Irkutsk State University

1, K. Marx st., Irkutsk, 664003,

Дата поступления: 16.05.2019 Received: May, 16, 2019

Источник статьи: http://cyberleninka.ru/article/n/ekologicheskaya-ustoychivost-pochvenno-geologo-geomorfologicheskih-landshaftnyh-kompleksov-v-predelah-g-irkutska