Формирование почв под луговыми сообществами на золоотвалах Среднего Урала

Авторы

  • Татьяна Александровна Петрова Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
  • Ольга Анатольевна Некрасова Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
  • Антон Павлович Учаев Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
  • Мария Ивановна Дергачева Институт почвоведения и агрохимии СО РАН
  • Татьяна Александровна Радченко Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
  • Анна Анатольевна Бетехтина Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

DOI:

https://doi.org/10.52575/2712-7443-2021-45-3-301-315

Ключевые слова:

зола, субстрат, золоотвал, луговые сообщества, эмбриозем, южная тайга, Средний Урал

Аннотация

Формирование растительных сообществ и почв на золоотвалах снижает их негативное воздействие на окружающую среду, однако сведения о свойствах эмбриоземов, формирующихся на зольном субстрате в процессе самозарастания, немногочисленны. Проведены комплексные исследования на заросшем травянистой растительностью участке золоотвала Среднеуральской электростанции, сложенного золой уноса бурого угля, а также на фоновых участках с вторичными послелесными лугами с целью выявления особенностей почв, сформированных на 50-летнем золоотвале под луговыми сообществами в южнотаежных условиях Среднего Урала. Выявлено, что в процессе первичной сукцессии на золоотвале сформировались разнотравно-злаковые луговые сообщества. В целом зольный субстрат оказался неоднороден по физико-химическим свойствам, однако сформировавшиеся в его верхней 20-сантиметровой толще молодые почвы – эмбриоземы – близки по морфологическому строению и особенностям дифференциации профиля, содержанию органического углерода, общего азота, подвижных форм фосфора и калия, обменных катионов кальция и магния, с максимальной аккумуляцией изученных элементов в гумусовом горизонте, а также по реакции среды. По сравнению с фоновыми почвами содержание большинства биогенных элементов в молодых почвах золоотвала существенно ниже. Полученные данные будут способствовать установлению закономерностей формирования почв на техногенных субстратах и, в конечном итоге, позволят влиять на преобразование техногенных экосистем.

Биографии авторов

Татьяна Александровна Петрова, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

аспирант кафедры экологии Департамента наук о Земле и космосе Института естественных наук и математики Уральского федерального университета им. первого Президента Б.Н. Ельцина,
г. Екатеринбург, Россия

Ольга Анатольевна Некрасова, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии Департамента наук о Земле и космосе Института естественных наук и математики Уральского федерального университета им. первого Президента Б.Н. Ельцина,
г. Екатеринбург, Россия

Антон Павлович Учаев, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры экологии Департамента наук о Земле и космосе Института естественных наук и математики Уральского федерального университета им. первого Президента Б.Н. Ельцина,
г. Екатеринбург, Россия

Мария Ивановна Дергачева, Институт почвоведения и агрохимии СО РАН

профессор, доктор биологических наук, главный научный сотрудник лаборатории биогеоценологии Института почвоведения и агрохимии Сибирского отделения РАН, г. Новосибирск, Россия; профессор кафедры почвоведения и экологии почв Биологического института Томского государственного университета,
г. Томск, Россия

Татьяна Александровна Радченко, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии Департамента наук о Земле и космосе Института естественных наук и математики Уральского федерального университета им. первого Президента Б.Н. Ельцина,
г. Екатеринбург, Россия

Анна Анатольевна Бетехтина, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии Департамента наук о Земле и космосе Института естественных наук и математики Уральского федерального университета им. первого Президента Б.Н. Ельцина,
г. Екатеринбург, Россия

Библиографические ссылки

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

Воробьева Л.А. 2006. Теория и практика химического анализа почв. М., ГЕОС, 400 с.

Климатические данные городов по всему миру. Электронный ресурс. URL: http://ru.climate-data.org (дата обращения: 07.07.2021).

World Reference Base for Soil Resources. 2014. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. 2015. Rome, Food and agriculture organization of the United Nations, 192 pp.

Гаджиев И.М., Курачев В.М. 1992. Генетические и экологические аспекты исследования и классификация почв техногенных ландшафтов. В кн.: Экология и рекультивация техногенных ландшафтов. Новосибирск, Наука: 6–15.

Гафуров Ф.Г. 2008. Почвы Свердловской области. Екатеринбург, Изд-во Уральского Университета, 396 с.

Константинов А.О., Новоселов А.А., Лойко С.В. 2018. Особенности процессов почвообразования на участках самозаростающих золоотвалов твердотопливной теплоэлектростанции. Вестник Томского государственного университета. Биология, 43: 6–24. DOI: 10.17223/19988591/43/1.

Лукина Н.В., Чибрик, Т.С., Глазырина М.А., Филимонова, Е.И. 2019. Динамика восстановления растительности и микоризы на рекультивированных и нерекультивированных участках золоотвала Верхнетагильской ГРЭС (Средний Урал). Экосистемы, 20: 188–196.

Махнев А.К., Чибрик Т.С., Трубина М.Р., Лукина Н.В., Гебель Н.Э., Терин А.А., Еловиков Ю.И., Топорков Н.В. 2002. Экологические основы и методы биологической рекультивации золоотвалов тепловых электростанций на Урале. Екатеринбург, Уральское отделение РАН, 356 с.

Пасынкова М.В. 1974. Зола углей как субстрат для выращивания растений. Растения и промышленная среда, 3: 29–44.

Пономарева В.В., Плотникова Т.А. 1968. Методика и некоторые результаты фракционирования гумуса черноземов. Почвоведение, 11: 104–117.

Раменский Л.Г., Цаценкин И.А., Чижиков О.Н., Антипин Н.А. 1956. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову. М., Сельхозгиз, 472 с.

Чибрик Т.С., Лукина Н.В., Филимонова Е.И., Глазырина М.А. 2011. Экологические основы и опыт биологической рекультивации нарушенных промышленностью земель. Екатеринбург, Изд-во Урал, 268 с.

Шеремет Н.В., Ламанова Т.Г., Доронькин В.М., Ветлужских Н.В. 2018. Формирование растительности при естественном зарастании золоотвалов на юге Западной Сибири. Растительный мир азиатской России, 4 (32): 95–101. DOI: 10.21782/RMAR1995-2449-2018-4(95-101).

Chibrik T.S., Lukina N.V., Filimonova E.I., Glazyrina M.A., Rakov E.A., Maleva M.G., Prasad M.N.V. 2016. Biological Recultivation of Mine Industry Deserts: Facilitating the Formation of Phytocoenosis in the Middle Ural Region, Russia. Bioremediation and Bioeconomy, 389–418. DOI: 10.1016/B978-0-12-802830-8.00016-2.

Chu L.M. 2008. Natural revegetation of coal fly ash in a highly saline disposal lagoon in Hong Kong. Applied Vegetation Science, 11 (3): 297–306. DOI: 10.3170/2008-7-18427.

Gajic G., Djurdjevic L., Kostic O., Jaric S., Mitrovic M., Pavlovi P. 2018. Ecological Potential of Plants for Phytoremediation and Ecorestoration of Fly Ash Deposits and Mine Wastes. Frontiers in in Environmental Science, 6: 124 р. DOI: 10.3389/fenvs.2018.00124.

Jambhulkar H.P., Juwarkar A.A. 2009. Assessment of bioaccumulation of heavy metals by different plant species grown on fly ash dump. Ecotoxicology and Environmental Safety, 72 (4): 1122–1128. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2008.11.002.

Kostic O., Mitrovic M., Knezevic M., Jaric S., Gajic G.M., Durdevic L, Pavlovic P. 2012. The potential of four woody species for the revegetation of fly ash deposits from the 'Nikola Tesla-a' thermoelectric plant (Obrenovac, Serbia). Archives of Biological Sciences, 64 (1): 145–158. DOI: 10.2298/ABS1201145K.

Mustafa B, Hajdari A, Krasniqi F, Morina I, Riesbeck F, Sokoli A.2012. Vegetation of the ash dump of the “Kosova A” power plant and the slag dump of the “Ferronikeli” Smelter in Kosovo. Research Journal of Environmental and Earth Sciences, 4 (9): 823–834.

Nekrasova O., Radchenko T., Filimonova E., Lukina N., Glazyrina M., Dergacheva M., Uchaev A., Betekhtina A. 2020. Natural forest colonization and formation on ash dump in southern taiga. Folia Forestalia Polonica, Series A – Forestry, 62 (4): 306–316. DOI: 10.2478/ffp-2020-0029.

Pandey V.C. 2015. Assisted phytoremediation of fly ash dumps through naturally colonized plants. Ecological Engineering, 82: 1–5. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2015.04.002.

Pandey V.C., Bajpai O., Singh N. 2016. Plant regeneration potential in fly ash ecosystem. Urban Forestry & Urban Greening, 15: 40–44. DOI: 10.1016/j.ufug.2015.11.007.

Pandey V.C., Prakash P., Bajpai O., Kumar A., Singh N. 2015. Phytodiversity on fly ash deposits: evaluation of naturally colonized species for sustainable phytorestoration. Environmental Science and Pollution Research, 22 (4): 2776–2787. DOI: 10.1007/s11356-014-3517-0

Pandey V.C., Singh K., Singh R.P, Singh B. 2012. Naturally growing Saccharum munja L. on the fly ash lagoons: a potential ecological engineer for the revegetation and stabilization. Ecological Engineering, 40: 95–99. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2011.12.019.

Pandey V.C., Singh N. 2014. Fast green capping on coal fly ash basins through ecological engineering. Ecological Engineering, 73: 671–675. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2014.09.036.

Pandey V.C., Singh N., Singh R.P., Singh D.P. 2014. Rhizoremediation potential of spontaneously grown Typha latifolia on fly ash basins: study from the field. Ecological Engineering, 71: 722–727. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2014.08.002.

Shaheen S.M., Hooda P.S., Tsadilas C.D. 2014. Opportunities and challenges in the use of coal fly ash for soil improvements–a review. Journal of environmental management, 145: 249–267. DOI: 10.1016/j.jenvman.2014.07.005.

Uzarowicz L, Skibab M, Leuec M, Zagorskia Z, Gąsinskid A, Trzciskie J. 2018а. Technogenic soils (Technosols) developed from fly ash and bottom ash from thermal power stations combusting bituminous coal and lignite. Part II. Mineral transformations and soil evolution. Catena, 162: 255–269. DOI: 10.1016/j.catena.2017.11.005.

Uzarowicz L. 2018. A sequence of Technosols developed from ashes from “Pątnow” and “Konin” thermal power stations (central Poland) combusting lignite. In: Soil Sequences Atlas. Toruń, Machina Druku: 217–228.

Uzarowicz L., Kwasowski W., Spiewak O., Switoniak M. 2018б. Indicators of pedogenesis of Technosols developed in an ash settling pond at the Belchatow thermal power station (central Poland). Soil Science Annual, 69 (1): 49–59. DOI: 10.2478/ssa-2018-0006.

Uzarowicz L., Zagorski Z. 2015. Mineralogy and chemical composition of technogenic soils (Technosols) developed from fly ash and bottom ash from selected thermal power stations in Poland. Soil Science Annual, 66 (2): 82–91. DOI: 10.1515/ssa-2015-0023.

Uzarowicz L., Zagorski Z., Mendak E., Bartminski P., Szara E., Kondras M., Oktaba L., Turek A., Rogozinski. 2017. Technogenic soils (Technosols) developed from fly ash and bottom ash from thermal power stations combusting bituminous coal and lignite. Part Ⅰ. Properties, classification, and indicators of early pedogenesis. Catena, 157: 75–89. DOI: 10.1016/j.catena.2017.05.010.

Weber J., Strączynska S., Kocowicz A., Gilewska M., Bogacz A., Gwizdz M., Debicka M. 2015. Properties of soil materials derived from fly ash 11 years after revegetation of post-mining excavation. Catena, 133: 250–254. DOI: 10.1016/j.catena.2015.05.016.


Просмотров аннотации: 128

Опубликован

2021-09-30

Как цитировать

Петрова, Т. А., Некрасова, О. А., Учаев, А. П., Дергачева, М. И., Радченко, Т. А., & Бетехтина, А. А. (2021). Формирование почв под луговыми сообществами на золоотвалах Среднего Урала. Региональные геосистемы, 45(3), 301-315. https://doi.org/10.52575/2712-7443-2021-45-3-301-315

Выпуск

Раздел

науки о Земле

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)