Влияние загрязнения тяжелыми металлами на биологическую активность черноземов обыкновенных Северного Приазовья и Западного Предкавказья

• Автор: Колесников, Сергей Ильич
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 209 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СТЕПЕНЬ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА
1.1 Загрязнение почв тяжелыми металлами
1.2 Биологическая активность почвы
1.3 Влияние загрязнения тяжелыми металлами на биологическую активность почвы
2. УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ, ГЕОГРАФИЯ И СВОЙСТВА
ЧЕРНОЗЕМОВ ОБЫКНОВЕННЫХ
2.1 Физико-географические условия района исследований
2.2 Географическое расположение черноземов обыкновенных
2.3 Генетические особенности и свойства чернозема обык-
новенного
3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Методика полевых и модельных иследований
3.2 Методика, использования тяжелых металлов
3.3 Методы определения биологической активности
3.4 Статистическая обработка результатов
4. ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА РАЗЛИЧНЫЕ ПОКАЗА-
ТЕЛИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО
4.1 Изменение микробиологической активности чернозема
обыкновенного
4.2 Изменение ферментативной активности чернозема обыкно-
венного
4.3 Изменение гумусного состояния чернозема обыкновенного
4.4 Влияние тяжелых металлов на содержание в черноземе
обыкновенном подвижных форм азота и фосфора

4.5 Влияние тяжелых металлов на фитотоксичность чернозема
обыкновенного
4.6 Влияние тяжелых металлов на кислотно-щелочные и окис-
лительно-восстановительные условия в черноземе обыкновенном
5. ЗАВИСИМОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНО-
СТИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО ОТ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
5.1 Динамика изменения биологической активности
5.2 Построение рядов металлов по степени их токсичности
5.3 Использование различных показателей биологической активности В ЦЕЛЯХ мониторинга и биодиагностики почв
5.4 Определение суммарного изменения биологической активности
почвы
6. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИЗМЕНЕНИЯ БИОЛОГИ-
ЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО ПРИ ЗАГРЯЗНЕНИИ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ
6.1 Географические закономерности изменения биологической
активности основных почв Северного Кавказа
6.2 Географические закономерности изменения биологической активности внутри подтипа черноземы обыкновенные
6.3 Географические особенности биологической устойчивости
черноземов по сравнению с другими почвами
6.4 Прогноз ухудшения биологических свойств чернозема
обыкновенного в результате загрязнения тяжелыми металлами
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Работа является итогом цикла научных исследований, выполненных как лично автором на кафедре экологии и природопользования Ростовского государ-С'ГН-еИЙОГО уШ£ВСрСИТ&'ГЦ? ТШС И СОВдЛ'ШСТжК > с сотрудниками университета, в период с 1993 года по настоящее время.
Актуальность темы
В настоящее время загрязнение почв тяжелыми металлами (ТМ) приняло глобальный характер. Поступая в почву в больших количествах, ТМ в первую очередь влияют на биологические свойства почвы: снижается общая численность микроорганизмов, сужается их видовой состав (разнообразие), изменяется структура мюсробоценозов, падает интенсивность основных микробиологических процессов и активность почвенных ферментов и т.д. Кроме того, ТМ способны изменять и более консервативные признаки почв, такие как гумусное состояние, структура, pH и др. Все это в итоге ведет к частичной, а в некоторых случаях к полной утрате плодородия почв.
Учитывая то, что почва является экологическим узлом связей биосферы, обеспечивает сопряжение биологического и геологического круговоротов, нарушение микробиологических и биохимических процессов в ней неизбежно отражается на функционировании экосистемы в целом. Это выражается в падении продуктивности сообществ, снижении скорости микробной деградации органического вещества и т.д. В отдельных случаях значительные территории превращаются в техногенную пустыню.
Устойчивость к загрязнению почвы во многом определяет устойчивость всего ландшафта. Мерой воздействия ТМ на почву и в целом на ландшафт может служить степень снижения биологической активности почвы. Ее показатели следует широко использовать при мониторинге загрязнения почв и ландшафтов ТМ.

1977). При загрязнении почв ТМ отмечено снижение содержания гумуса в результате подавления биологических процессов (Рева, Филатова, 1978; Федорищак,
1978), уменьшение содержания гуминовых и фульвокислот, снижение величины Сш Сфк и степени гумификации (Рева, Филатова, 1978; Гутиева, 1980; Конорева, 1984; Гришина и др., 1990с), сокращению доли свободных гуминовых кислот и возрастанию содержания гуминовых кислот, связанных с кальцием и более прочно связанных (Гутиева, 1980; Гришина, Конорева, 1984; Гришина и др., 1990с). Уменьшение оптической плотности гуматов натрия загрязненных ТМ почв может служить косвенным свидетельством изменения природы гумусовых соединений, в частности, меньшей конденсированное™ гуминовых кислот (Гутиева, 1980; Гришина, Конорева, 1980).
Таким образом, в результате снижения биологической активности почв и скорости трансформации растительного опада уменьшается содержание водорастворимых органических соединений. Тин гумуса является устойчивым признаком почв, происходят лишь незначительные изменения в соотношении отдельных групп и фракций гумусовых кислот. Устойчивыми к загрязнению являются и собственно гуминовые кислоты почвы. Их элементный состав и оптические свойства не претерпевают существенных изменений (Гришина н др., 1990с).
Влияние ТМ на химические, физико-химические и физические свойства почвы
Загрязнение ТМ вызывает изменение не только биологических свойств почв. Изменяется pH и Eh почвы, разрушается почвенно-поглощающий комплекс, ухудшается структура почвы, уменьшается общая порозностъ, снижается водопроницаемость (Пахошна, 1958; Веденеев, 1983; Gotescu, Hutchinson, 1972; Bublinec, 1973; Kilihatn, Waimwight, 1984). В результате ухудшается водно-воздушный режим почв (Шелюг, 1968) и агрохимические свойства почвы (Важенина, 1983).