Трансформация почвенно-экологического состояния естественных ландшафтов Кузбасса в условиях техногенеза

• Автор: Беланов, Иван Петрович
• Шифр специальности: 03.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 171 с. : ил.

Глава I. Состояние изученности вопроса и постановка проблемы

Глава II. Объекты и методы исследования

2.1. Источники и виды воздействия на естественные экосистемы

в условиях техногенеза

2.2. Объекты исследований

2.3. Принципы и методы исследований

Глава III. Микроклиматические изменения

3.1. Природно-климатические условия Кузнецкой котловины

3.2. Температура и влажность приземного слоя воздуха

3.3. Режим ветра

3.4. Атмосферные осадки

Глава IV. Трансформация свойств почвенного покрова
4.1. Общие физические свойства почв
4.2. Температурный режим почв
4.3. Водный режим почв
4.4. Агрохимическая характеристика
Глава V. Экологическое состояние почвенного и растительного
покрова
5.1. Почвенно-экологическое состояние
5.2. Растительный покров
Выводы
Список литературы
Приложения
В настоящее время проблема трансформации экосистем и их основных компонентов - почвенного, растительного покрова, климатических показателей, в связи с активной хозяйственной деятельностью человека приобретает глобальный характер. Одним из регионов с наиболее яркими проявлениями экологического кризиса, затронувшего все аспекты природопользования, выступает Кузбасс. В настоящее время на территории Кемеровской области находится более 40 предприятий, ведущих добычу угля открытым способом. Их деятельность привела к деградации не менее 70% почвенного покрова земледельческой части региона, около 100 тыс. га уничтожено полностью [Малахов, 1999; Андроханов, Курачев, 2010]. Свойства и режимы почв техногенных ландшафтов Кузбасса рассматриваются в работах С.С. Трофимова [1975], В.М. Курачева и В.А. Андроханова [2010] и др. Почвенный покров естественных территорий Кузбасса был подробно исследован С.С. Трофимовым [1975], В.А. Хмелевым и A.A. Танасиенко [Хмелев, Танасиенко,1983] и др. Однако в проведенных исследованиях не уделяется внимание взаимодействию техногенных и прилегающих к ним естественных территорий.
Влияние техногенных ландшафтов на прилегающие естественные территории многопланово: термическое, геохимическое, гидрологическое и т.п. По этой причине естественные экосистемы подвержены сильному преобразованию, что в настоящее время, к сожалению, при экологическом мониторинге нарушенных земель не учитывается, либо носит условный характер. Поэтому, исследования такого рода чрезвычайно актуальны как с точки зрения региональной специфичности такого промышленно-развитого региона, как Кузбасс, так и масштабности экологических последствий для всей Западной Сибири.
Цель исследований: Выявить и исследовать причины и виды трансформации основных компонентов естественных экосистем

(микроклимата, почвенного и растительного покрова) в лесостепной зоне Кузнецкой котловины в условиях техногенеза.
Задачи исследований:
1. Определить направление трансформации естественных экосистем по степени и видам воздействия отвалов вскрышных пород.
2. Исследовать особенности микроклимата, сложившегося на естественных территориях, прилегающих к техногенным ландшафтам и определить закономерности его изменения.
3. Изучить физические и агрохимические свойства почв, находящихся на различном удалении от отвалов и оценить их почвенно-экологическое состояние.
4. Рассмотреть состав фитоценозов естественных ландшафтов, находящихся в зоне влияния техногенных ландшафтов и запасы фитомассы.
Научная новизна работы. Впервые проведена комплексная оценка негативного воздействия отвалов на прилегающие к ним естественные ландшафты. В результате чего установлено, что основными факторами трансформации естественных ландшафтов являются изменения климатических параметров, физических и агрохимических свойств почв.
Определено влияние техногенного рельефа на степень и причины изменений ряда природно-климатических показателей: температуры,
влажности, скорости ветра в приземном слое воздуха, перераспределение атмосферных осадков на прилегающих естественных территориях.
Установлены основные причины трансформации ряда свойств и характеристик почв естественных ландшафтов, находящихся в зоне прессинга отвалов.
Проведена почвенно-экологическая оценка и геоботаническое описание территорий, находящихся в зоне воздействия техногенного объекта. Выявлена неоднородность отношения подземной к наземной фитомассе на

же время территории, расположенные вдоль северо-восточного фаса, получают их большее количество в течении всего года, в связи со складывающимися условиями техногенного рельефа.
Таким образом, изменение основных климатических характеристик естественных экосистем на территории природно-техногенных комплексов Кузнецкой котловины вызваны двумя неоднородностями: орагрофической и термической неоднородностью.
Орографическая неоднородность влияет на количество приходящей солнечной энергии, систему склоновых и горно-долинных ветров, фены, возникающие вихревые потоки и роторы, перераспределение атмосферных осадков.
Термическая неоднородность природно-техногенного комплекса. Ею обусловлено различие радиационных (альбедо) и теплофизических (коэффициент теплопроводности, теплоемкость) характеристик между контрастными видами естественной и техногенной подстилающих поверхностей. Данные различия вызывают разную скорость нагревания и охлаждения в суточном ходе и, как следствие, неодинаковую суточную амплитуду температуры поверхности и влажности почвы. Эта разность температуры между соседними участками поверхности вызывает неоднородный нагрев нижней части тропосферы, который инициирует развитие мезомасштабных циркуляций.
Анализируя температурный режим и относительную влажность приземного слоя воздуха на разных высотах, выявлено, что температура воздуха на территориях, приуроченных к юго-западному склону «Северного» отвала в 1,5-2 раза выше температур территорий, приуроченных к северо-восточной части «Центрального» отвала. А относительная влажность воздуха ниже, чем на противоположной стороне. По степени удаления от техногенных объектов, данные показатели приобретают значения, сходные с контрольным участком. Причиной такой трансформации этих компонентов