Онлайн-доступ к журналу: http://isu.ru/izvestia
Серия «Науки о Земле»
Иркутского государственного университета
И З В Е С Т И Я
УДК 551. 4 (571. 5)
Экологические проблемы и деградация почв в Среднем Приононье
И. А. Белозерцева (belozia@mail.ru) Г. Ц. Цыбекмитова (gazhit@bk.ru)
Аннотация. Представлены результаты проведенных в 2012-2013 гг. ландшафтно-геохимических работ в бассейне р. Онон в пределах Акшинского и Кыринского административных районов Забайкальского края. Произведена общая оценка состояния почв региона. В экологическом отношении основное внимание уделялось территориям, измененным деятельностью человека, - золоторудному месторождению Любовь, месторождению плавиковых шпатов в бассейне р. Хурултэй, месторождениям олова участков Былыра и Хапчеранга.
В схеме физико-географического районирования территория Акшинского и Кыринского административных районов Забайкальского края находится в центральной части бассейна р. Онон и относится к Онон-Хэнтэйской котловинно-горно-таежной провинции Южно-Сибирской горной области субконтинента Северной Азии [4]. Рельеф и климат территории, специфика их сочетаний определили особенности ландшафтной структуры региона. Для нее характерно богатое ландшафтное разнообразие, образованное уникальным сочетанием горно-таежных, горно-степных, степных геосистем североазиатского и центральноазиатского типов.
Длина р. Онон составляет 1032 км (из них 298 км приходятся на территорию Монголии), площадь ее бассейна 96 200 км2. Исток реки находится в Монголии в восточной части нагорья Хэнтэй в месте сочленения хребтов Хэнтийн-Нуруу и Их-Хэнтэй на территории национального парка Хан-Хэнтэй-Нуруу, течёт по Хэнтэй-Чикойскому нагорью, в низовьях - между Могойтуйским и Борщовочным хребтами. Сливаясь с Ингодой, образует р. Шилку. В пределах Забайкальского края находится широкая пойма р. Онон. Основные ее притоки: правые - Хурх, Борзя, Унда; левые - Балдж-Гол, Агуца, Кыра, Иля, Ага.
Основной чертой климата территории исследования является его резкая континентальность. Зима продолжительная - с конца октября до конца марта - начала апреля. Для весны характерно развитие зональной циркуляции, усиление скорости ветра и возвраты холодов. Летом усиливается циклоническая деятельность. Во второй половине лета за счет муссонной циркуляции воздушных масс формируются южные циклоны, охватывающие интенсивными ливневыми дождями большие территории. Самым теплым месяцем является июль. Вегетативный период продолжается 120-150 дней. Внутригодовое распределение осадков крайне неравномерно. Их годовая сумма меняется от менее 300 мм (в районе Торейских озер Восточной Монголии) до более 400 мм. Большая часть осадков выпадает в летние месяцы и составляет в среднем около 68 % годовой суммы, а наибольшее их количество (около 27 % годовой суммы) приходится на июль. В течение трех зимних месяцев выпадает всего 3 % осадков, а в январе и феврале их количество в среднем не превышает 1 % в месяц (в среднем по территории 3 мм в месяц) [5]. В первой половине осень обычно дождливая, во второй - солнечная, сухая. Ветры в течение года преобладают западные и северозападные. К неблагоприятным явлениям, причиняющим ущерб сельскому хозяйству, относятся заморозки, засуха, снегопад, суховей, град, наводнения, сильные ветры, низкая и высокая температура.
Объект и методы исследований
При проведении экспедиционных работ были отобраны образцы почв и грунтов в бассейне р. Онон в пределах Акшинского и Кыринского административных районов [7]. Наиболее значимыми с экологической и биологической точек зрения на обследуемой нами территории являются золоторудное месторождение у пос. Любовь, месторождение плавиковых шпатов у пос. Верхний Стан, оловянные месторождения участка Былыра, золоотвалы у пос. Хапчеранга. В результате довольно длительного влияния антропогенного фактора эти участки утратили свою первоначальную природную и хозяйственную ценность. Всего заложено более 40 почвенных разрезов и отобрано около 200 проб почв и грунтов. Физико-химические свойства почв определялись общепринятыми методами [1; 8] в лицензированном химико-аналитическом центре ИГ СО РАН. Анализы почв на содержание в них валовой формы макро- и микроэлементов проводились количественными спектрометрическими методами на приборах ДФС-8 и атомно-эмиссионном Optima 2000DV.
Результаты исследования и их обсуждения
Почвы территории исследования весьма разнообразные по своему составу, происхождению и свойствам. Здесь можно встретить черноземы, каштановые, солонцы, солончаки, аллювиальные темногумусовые и торфя-но-глеевые и подзолистые почвы.
В горно-таёжной зоне преобладают подзолистые маломощные сугли-нисто-хрящевые почвы, а также песчаные и песчано-хрящеватые почвы сосновых боров. В горных долинах распространены аллювиальные темногу-мусовые, аллювиальные торфяно-глеевые и подзолистые почвы. Граница этих почв поднимается до 1000-1200 м над уровнем моря. Исключение представляют боровые песчаные почвы, залегающие на низких склонах в
долине р. Онон. Здесь же встречаются развеиваемые пески или песчаные почвы с бугристой от выпаса скота поверхностью. На смену горной тайге постепенно подходят лесостепь, горная степь и южная степь, сначала черноземами, затем каштановыми почвами. Также широко распространены серые, каштановые гидрометаморфизованные почвы. Среди черноземов, как и других почв, распространены хрящеватые или щебневатые. Встречаются черноземы выщелоченные, свойственные луговой степи и более возвышенным местам. Каштановые почвы представляют несолонцеватые, но несколько уплотненные суглинки, большая часть хрящеватые с характерным сплошным слоем выделений карбонатов, малым содержанием гумуса и небольшой мощностью гумусового слоя. Среди них в самых низких и бессточных долинах встречаются солонцы и солончаки [3]. Солонцы встречаются часто фрагментарно по краям солончаковых лугов, а иногда на шлейфах склонов среди черноземов и каштановых почв и отличаются особой растительностью, устойчивой к солям (например, чий блестящий). На самых низких, ежегодно заливаемых, частях долин рек распространены аллювиальные се-рогумусовые, темногумусовые, торфяно (минерально)-глеевые почвы.
В 2011 г. значительная часть территории лесов бассейна р. Онон была подвержена пожарам. Лесные пожары являются существенным фактором, влияющим на формирование и развитие лесных экосистем. При сильном прогорании органогенного горизонта понижается уровень мерзлоты, активизируются процессы эрозии. Уничтожение лесного полога ведет к повышению нагрева поверхности и ускорению оттаивания мерзлоты, в результате чего в отрицательных формах рельефа усиливается заболачивание. В лесостепных ландшафтах после полного выгорания древесной растительности наблюдаются процессы остепнения. Природную обстановку на территории исследования в лесопожарном отношении можно считать экстремальной. Сильные ветры весенне-летнего периода, преобладание лесов с легковоспламеняющимися подлеском и опадом усугубляют пожароопасную ситуацию.
По данным Гослесслужбы в 2010 г. сгорело 62 тыс. га леса, а в 2011 г. - 185 тыс. га. Как следствие, по сравнению с 2010 г., общая площадь лесных насаждений с нарушенной и утраченной устойчивостью (463 тыс. га) увеличилась в 2011 г. почти на 13 % и составила 526 тыс. га.
В 2012 г., согласно статистике по пожароопасному сезону в Забайкальском крае, в течение месяца с момента первых возгораний было зарегистрировано 423 очага природных пожаров на площади 99 тыс. га, т. е. половина от всей площади лесов, сгоревших в 2011 г. Все или большая часть пожаров связаны с деятельностью человека. На это указывает то, что палы возникают, даже несмотря на выпадающие осадки.
Согласно сведениям краевого министерства сельского хозяйства Забайкальского края от 2010 г., из последних 13 лет девять были засушливыми. Благоприятными для растениеводства были 2004, 2008 и 2009 гг. Летом 2010 г. в десяти районах Забайкалья (Кыринском, Ононском и др.) синоптики констатировали почвенную засуху как опасное явление. Здесь дневные температуры доходили до +40 С°, а почва прогревалась до +61 С°. В сереИзвестия Иркутского государственного университета 2014. Т. 7. Серия «Науки о Земле». С. 14-22
дине июля при температуре воздуха +31 °С температура почвы составляла около +40 °С при низкой влажности воздуха. В 2011 г. в связи с засухой был объявлен режим чрезвычайной ситуации в Акшинском и других районах. Самая серьезная ситуация сложилась на юго-востоке края, где за лето выпало наименьшее количество осадков. Атмосферная и почвенная засуха стали причиной снижения уровня грунтовых вод. Так, в большинстве населенных пунктов на юго-востоке Забайкалья из колодцев ушла вода. Последний раз подобная засуха отмечалась в Забайкальском крае в 2007 г. с июня по август.
Индикатором засушливого климатического цикла являются «пульсирующие» Торейские озера (оз. Барун-Торей высыхает полностью с периодичностью 25-40 лет). За период с 1982 по 2011 г. оз. Барун-Торей полностью высыхало дважды (в 1982 и 2011 гг.) [6].
По результатам исследования физико-химических свойств почв в приграничной территории бассейна р. Онон выявлено их подщелачивание в поч-во-грунтах после добычи золота и олова. Обнаружено повышенное содержание в грунтах отвалов после добычи олова (около с. Хапчеранга) Бе, Мп, С^ РЬ, Cd и 2п. Содержание марганца превышает ПДК в 1,8 раза, свинца - в 11 раз. Концентрация цинка превышает ОДК в 7,8 раза, меди - в 2,5 раза их фоновые значения. В районе отвалов после добычи золота (пос. Любовь) наблюдается повышенное содержание марганца и бария, превышающее их фоновые концентрации в 1,6-3 раза (табл.). Около с. Верхний Стан (руч. Хурул-тэй) в районе месторождения плавиковых шпатов в грунтах отвалов наблюдается повышенное содержание свинца, превышающие ПДК в 1,7 раза.
Природопользование в бассейне р. Онон оказывает влияние и на качество вод реки. В створе у с. Верхний Ульхун отмечен случай высокого загрязнения по содержанию соединений марганца. К характерным загрязняющим веществам вод р. Онон отнесены трудноокисляемые органические вещества по величине ХПК, нефтепродукты, железо общее, взвешенное органическое вещество. Средние за год концентрации основных загрязняющих веществ находились в пределах: трудноокисляемых органических веществ по величине ХПК и соединений меди - до 1,5 ПДК, соединений меди - до 1,5 ПДК, соединений марганца - до 15 ПДК и нефтепродуктов - до 2 ПДК [2].
В результате нарушения почвенного и растительного покрова, изменения гидрологического режима и непосредственно хозяйственной деятельности человека (утилизация отходов производства и т. п.) на рассматриваемых участках мы имеем значительные изменения в химическом составе грунтов, почв и качестве поверхностных вод. Очевидно, что рекультивация на отработанных участках не проводилась. Естественное же восстановление растительности вследствие вышеуказанных причин, к которым можно добавить также почвенную засуху, идет здесь чрезвычайно медленно. Особенно трудно восстанавливаются почвы. Учитывая потенциальные природные возможности территории, человеческие усилия должны быть направлены на помощь в восстановлении нарушенных ландшафтов, т. е. должны быть проведены рекультивационные мероприятия.
Таблица
Содержание макро- и микроэлементов в почвах бассейна р. Онон в пределах Кыринского и Акшинского районов Забайкальского ___ __края ___
№ пл. Местоположение Почвы Горизонт рН Гуму с, % Ее |Са |М Мп |Ба |Си |№ |Бг |Со |Сг |У РЬ Са гп
% мг/кг
С 6,3 1,2 1,6 1,9 1,1 0,23 395 200 9 16 130 3 35 19 19 3,5 5
С 6,8 0,8 2,6 1,7 1,8 0,44 953 533 26 23 139 7 59 49 16 3,7 11
ВС 6,3 1,4 2,8 3,6 2,0 0,34 856 396 10 15 107 9 65 40 24 3,0 21
Е 4,3 3,7 1,3 1,5 9,1 0,25 289 190 6 7 91 3 39 31 17 2,8 0
БГе 4,9 5,1 3,1 1,5 1,9 0,36 559 196 17 39 99 6 57 45 25 2,5 13
Известия Иркутского государственного университета 2014. Т. 7. Серия «Науки о Земле». С. 14-22
Окончание табл.
№ пл. Местоположение Почвы Горизонт рН Гуму с, % Ее |Са \Л Мп |Ба |Си |№ |Бг |Со |Сг |У РЬ Са гп
% мг/кг
Кларк по Виноградову литосс )ера 4,7 3,0 1,9 1000 500 700 47 58 340 18 83 90 16 0,2 83
кислые породы 2,7 1,6 0,6 600 200 800 20 8 300 5 25 40 20 0,1 70
ПДК [ГН 2.1.7.2041-06, 2006] - - - - 1500 - - - - - - 150 32 - ОДК для почв с рН < 5,5; рН > 5,5 [ГН 2.1.7.2042-06, 2006] - - 66 132 40 80 - - - - 65 130 1 2 110 220
С этой задачей наиболее успешно справляется лесная рекультивация. Процесс естественного лесовосстановления протекает медленно, поэтому на нарушенных землях следует сочетать самовосстановление аборигенной растительности и создание искусственных фитоценозов. При этом создание лесных культур желательно проводить саженцами местных пород, учитывая биоэкологические характеристики древесных растений.
Лесопосадки необходимо проводить полосами (грядами) против стока эродированного материала с поверхностными водами. Рекомендуется создать волнистый рельеф за счет невысоких параллельных гряд, расположенных перпендикулярно направлению господствующих горно-долинных ветров. Это позволит сохранить часть влаги в межгрядовых понижениях, оградить подрост растений и семенной материал от выдувания и создать благоприятные условия для аккумуляции растительного опада и отходов жизнедеятельности организмов.
Один из самых негативных экологических показателей отвалов - переуплотнение грунтов. На начальных этапах мелиоративного освоения только единичные корни проникают в материал отвала по трещинам. В дальнейшем доля корней, проникающих в субстрат, возрастает, но процесс этот носит длительный характер. Для ускорения этого процесса необходимо проведение глубокого безотвального рыхления на глубину 40-50 см, способствующего снижению плотности техногенного отвального субстрата. В связи с отсутствием гумусового горизонта почвы необходимо удобрить (внесение мульчи из компоста в межгрядовые понижения для лучшего роста посаженных растений); ввести в состав насаждений растения-азотонакопители - травянистые виды из семейства бобовых для увеличения содержания гумуса, азота, увеличения ферментативной активности грунта.
Заключение
Предварительные итоги проведенных комплексных географических исследований в Акшинском и Кыринском районах Забайкальского края показали неоднозначность сложившейся в них экологической ситуации, вследствие чего целесообразно более тщательно и в большем объеме провести здесь в будущем комплексные российско-монгольские научные экспедиции, в том числе и на территории бассейна Онона, расположенного в Монголии.
Из России по р. Ашинге (левый приток р. Онон-Гол) на территорию Монголии поступают мутные стоки дренажных вод от деятельности артели «Бальджа» по добыче золота, которая находится в Кыринском районе Забайкалья. Сейчас артель, вскрывая и перемалывая десятки километров речных долин, на месте живого ключа оставляет «каменные сады», где наблюдаются многометровые отвалы гравия, а реки разделены на сеть канав. За 20 лет ее работы преобразовано до неузнаваемости 70 % рек Кыринского района. Периодически артель «Бальджа» платит в казну штрафы за вырубленные леса и загрязнение рек.
В 2010 г. Россия брала обязательство не загрязнять р. Онон и подтвердила намерение совместно с Монголией охранять реки. За последние два
года у горнорудных предприятий уже отозвано 70-80 % лицензий. Однако артелям выделили под освоение территорию долины р. Киркун (левый приток р. Балдж-Гол) - одной из крупных рек Ононского бассейна, текущих в Монголию.
Основные природные и антропогенные факторы трансформации почв Среднего Приононья - это пожары, засухи, добыча золота, плавиковых шпатов и олова. Засухи и пожары привели к значительному изменению в характере функционирования и развития почв. Вследствие добычи золота и олова наблюдается подщелачивание и загрязнение почв. Почвы техногенно измененных ландшафтов содержат повышенное количество марганца, свинца, цинка, меди, бария и кадмия. Рекомендуемые рекультивационные мероприятия - глубокое безотвальное рыхление грунтов, внесение органических удобрений, создание искусственных лесных фитоценозов.
Авторы сердечно благодарят всех участников летних экспедиций в Юго-Восточное Забайкалье в 2012-2013 гг. Работа проведена в рамках выполнения партнерского интеграционного проекта СО РАН № 23 «Трансграничные речные бассейны в азиатской части России: комплексный анализ состояния природно-антропогенной среды и перспективы межрегиональных взаимодействий».
Список литературы
Environmental Problems and Degradation of Soils in on the Average Current of Pool р. Onon
I. A. Belozertseva, G. T. Tsybekmitova
Abstract. In 2012, landscape-geochemical works were conducted in the Onon river basin within the Akshinskii and Kyrinskii administrative districts of Zabaikalskii Krai. An overall assessment of the state of soils of the region was made. In environmental terms, the main attention was paid to the territories modified by human activity, namely: gold ore field «Lyubov&», fluorspar deposit in the Khurultei river basin, and tin deposits of the sites «Bylyra» and «Khapcheranga».
Белозерцева Ирина Александровна кандидат географических наук, заведующая лабораторией Институт географии им. В. Б. Сочавы СО РАН
Цыбекмитова Гажит Цыбекмитовна кандидат биологических наук, заместитель директора Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН 672014, Чита, ул. Недорезова, 16а тел. (3022) 20-61-73
Belozertseva Irina Aleksandrovna Candidate of Sciences (Geography), Managing Laboratory V. B. Sochava Institute of Geography SB RAS
Tsybekmitova Gazhit Tsybekmitivna
Candidate of Sciences (Biology),
Deputiens of Director
Institute of Natural Resources, Ecology
and Criology SB RAS
tel.: (3022) 20-61-73