Сравнение скоростей протекания почвообразовательных процессов в природных и техногенных ландшафтах

Сравнение скоростей протекания почвообразовательных процессов в природных и техногенных ландшафтах

Введение

В настоящее время наблюдается значительный вклад деятельности человека в развитие и функционирование почв. Антропогенным трансформациям посвящено большое количество работ, однако данные о сравнении скоростей почвообразовательных процессов в природных и техногенных почвах немногочисленны.

Целью работы является попытка оценить скорости протекания почвообразовательных процессов в достаточно хорошо изученных почвах подвергнутых на обширных территориях антропогенному воздействию: дерново-подзолистых и черноземах. Для исследования трансформаций почв выбраны два вида антропогенного воздействия: сельскохозяйственное производство и горнодобывающая промышленность.

Основные задачи:

.        Рассмотрение влияния сельскохозяйственного использования земель на протекающие почвообразовательные процессы;

.        Оценка результатов антропогенного воздействия на почвы в районах горнодобывающей промышленности;

.        Сравнение скоростей почвообразовательных процессов в природных и техногенно-измененных почвах в разных зонах и при разных видах воздействия.

Сравнительный анализ проводился на основе материалов исследований техногенных ландшафтов В.Д. Мухой, Н.П. Солнцевой, Н.Е. Рубилиной, М.И. Герасимовой, Е.М. Никифоровой и других. Были проанализированы 14 литературных источников. Также в ходе работы немаловажным было понимание термина «характерного времени», сформулированного А.Д. Армандом и В.О. Таргульяном, на основе которого происходила оценка различий скоростей почвообразовательных процессов.

Таким образом, в работе освещаются темпы почвообразовательных процессов в природных, техногенных почвах, а затем производится сравнительный анализ полученных данных.

Глава 1. Понятие характерного времени, методы и объекты исследования

.1 Определения, характерные времена природных почвообразовательных процессов

Тема работы требует достаточно ясных формулировок и определений, к сожалению, многие из которых интерпретируются разными авторами неодинаково. В данной теме наиболее важным является понимание термина «характерное время», который, при рассмотрении ряда случаев его употребления для описания различных физических или химических процессов, представляет собой время, требующееся для завершения процесса при нормальной скорости его протекания. Изучив примеры использования данного определения физиками и химиками, можно сказать, что в общем виде в большинстве случаев характерное время представляет собой продолжительность самого процесса. Например, период полураспада углерода C¹⁴ равен 5 676 лет, время прохождения луча солнца до Земли - 8,3 минуты, продолжительность ядерной реакции - 10^-22-10^-15 секунд и т.д.

Применительно к почвам происходит изменение основного смысла данного термина. Почва, как известно, является естественно-историческим телом, в образовании которого принимают участие различные факторы - почвообразователи. Все эти факторы накладывают определенный отпечаток на отдельные черты почв. Почвы могут воспринимать воздействие факторов почвообразования и отражать это воздействие в своих свойствах - данная способность была названа И.А. Соколовым и В.О. Таргульяном рефлекторностью (Соколов, Таргульян, 1977). Рефлекторностью обладает каждое почвенное тело в месте своего формирования.

В курсовой работе использование понятия рефлекторности почвы имеет важное значение, так как оно отражает суть того, что почва является продуктом взаимодействия различных природных факторов, в частности, почва отражает и воздействие антропогенного фактора.

Периодом саморазвития почвы называют время образования зрелого почвенного профиля, иногда этот период занимает сотни, десятки и тысячи лет. Темп дальнейшего развития почв значительно снижается, и почвенное тело постепенно переходит в равновесное или квазиравновесное состояние. Длительность периода относительно неизменного состояния может во много раз превышать длительность периода саморазвития почвы (Соколов, Таргульян, 1976).

Однако отдельные свойства почвы имеют разный период формирования, что не позволяет обобщенно подходить к изучению почв и требует индивидуального рассмотрения свойств каждой почвы. Поэтому А.Д. Армандом и В.О. Таргульяном был введен более общий термин - «характерное время» (Арманд, Таргульян, 1974).

Характерным временем природного тела, отдельного признака или процесса называют отрезок времени, необходимый для того, чтобы данное тело (признак или процесс), развивающееся под влиянием определенной и стационарной комбинации среды, пришло в равновесие или квазиравновесное состояние с этими факторами (Арманд, Таргульян, 1974).

В настоящий момент характерные времена (ХВ) еще не определены достаточно достоверно, и точных сведений о характерных временах почв и отдельных почвенных свойств пока очень мало. Однако И.А. Соколовым и В.О. Таргульяном была предложена предварительная группировка ХВ для некоторых свойств почв умеренного гумидного климата (Табл. 1).

По мнению И.А. Соколова и В.О. Таргульяна, многие современные почвы с хорошо развитым почвенным профилем могут иметь свойства, которые в полной мере еще не реализовали свое характерное время, т.е. не пришли в равновесие со средой. Например, при хорошо развитом и сформированном подзолистом горизонте в подзолистой почве на карбонатной суглинистой морене, процессы поверхностного оглеения, образования вторичных минералов и ортштейнов ещё не пришли в своё квазиравновесное состояние (Соколов, Таргульян, 1976). Это говорит о том, что даже в зрелых почвах с достаточно развитыми почвенными горизонтами могут наблюдаться процессы, которые по степени своей сформированности всё ещё находятся на восходящей части эволюционной кривой.

Таблица 1.

Характерные времена отдельных свойств почв (по Соколову, Таргульяну, 1976).

.2 Методы изучения почвообразовательных процессов и выбор объектов исследования

Современное развитие почв характеризуется значительным вмешательством антропогенного фактора в почвообразование. Наиболее распространенные виды антропогенных воздействий - распашка и последующее выращивание сельскохозяйственных культур, добыча угля, нефти, цветных металлов, строительных материалов и других полезных ископаемых. Интенсивное сельскохозяйственное использование почв приводит к их деградации. Например, в агрогенных рядах черноземов наблюдаются процессы дегумификации, ухудшение структуры, усиление выноса кальция и другие негативные последствия земледелия. Что касается горнодобывающей промышленности, то при добыче угля или цветных металлов происходит значительное воздействие на ландшафты, которое способно коренным образом изменять почвы вплоть до их полного уничтожения.

.2.1 Объекты исследования почв сельскохозяйственного использования

В целях выявления воздействия сельскохозяйственного производства на почвы и определения характерных времен протекающих в них почвообразовательных процессов, были рассмотрены результаты исследований В.Д. Мухи (Муха, 2004). Им были проанализированы свойства нескольких зональных целинных и пахотных почв. Объектами являлись ключевые участки, расположенные в ареалах 5 различных почв, интенсивно используемых в земледелии: дерново-подзолистые, светло-серые лесные, черноземы типичные, темно-каштановые слабосолонцеватые и ферраллитные почвы.

Для каждого из ключевых участков были подобраны три опорные площадки, которые отличались по характеру использования: одна площадка располагалась под естественной растительностью, соответствующей природной зоне, другие две - на территории сельскохозяйственных угодий, причем в одном случае ведение хозяйства было традиционным: удобрений вносилось не так много, в другом - пашни отличались высокой культурой земледелия. На окультуренную пашню систематически вносились повышенные дозы органических и минеральных удобрений, а также применялось орошение, известкование и другие мероприятия.

Ключевые участки были выбраны следующим образом (Муха, 2004):

·        два ключевых участка в лесной зоне, где были исследованы дерново-подзолистые почвы на различных субстратах (морена и флювиогляциальные пески);

·        два ключевых участка в лесостепной зоне - один представлял светло-серую лесную почву, второй - типичный чернозем;

·        один ключевой участок в степной зоне с темно-каштановыми слабосолонцеватыми почвами;

·        три ключевых участка в зоне влажных тропиков с ферраллитными почвами.

Подробные описания ключевых участков представлены в таблице 1.

С целью выявления трансформаций органического вещества и питательного режима почв под влиянием сельскохозяйственного использования В.Д. Мухой были подобраны результаты различных морфологических, физико-химических, физических, микробиологических, агрохимических, минералогических исследований. В образцах были проведены определения гумуса, общего содержания азота и фосфора, их подвижных форм, а также поглощенных кальция и магния. Полевые определения и модельные опыты проводили в 3 - 4-кратной повторности.

Все проводимые исследования В.Д. Мухи (2004) были основаны на методических руководствах с использованием общепринятых аналитических методов. Из этих материалов для курсовой работы были отобраны сведения, касающиеся изменений морфологических свойств почвы и интенсивности протеканий в ней трансформации органического вещества и биохимических процессов. Перечисленные процессы в большей степени имеют воздействие на темпы почвообразовательных процессов при проведении пахотных работ.

.2.2 Объекты почвенных исследования в районах влияния горнодобывающей промышленности

При изучении характерных времен почвообразовательных процессов в почвах, испытывающих воздействие горнодобывающей промышленности, были взяты материалы исследований почв, изменившихся под влиянием продуктов окисления сернистых, или сульфидсодержащих, углей. Исследования проводились в Кизеловском (Пермская область) и Подмосковном буроугольных бассейнах в течение 25 лет Географическим факультетом МГУ по инициативе М.А. Глазовской.

Исследования Кизеловского бассейна проводились Е.М. Никифоровой и Н.П. Солнцевой. Анализ аэрофотоматериалов и полевые ландшафтно-геохимические наблюдения в районах угледобычи показали, что площади воздействия техногенных потоков, исходящих от мест расположения угледобывающих производств, часто бывают намного обширнее, чем площади самих отвалов вскрышных пород и карьеров. На территории бассейна проводилось комплексное изучение особенностей геохимических изменений природных объектов с выделением нескольких ведущих типов техногенных потоков - первичных и вторичных. Основными задачами исследований являлись: проведение геохимического анализа вскрышных пород, изучение геохимических свойств вторичных техногенных потоков и выявление пространственной изменчивости геохимии вторичных техногенных потоков. Методика исследований включала: детальное изучение отвалов вскрышных пород; высачивающихся из-под отвалов фильтрационных вод; вертикального разреза техногенного делювия на разном расстоянии от источника загрязнения (Никифорова, Солнцева, 1982).

В исследованиях Н.П. Солнцевой, Н.Е. Рубилиной, М.И. Герасимовой и С.В. Алистратова на территории Подмосковного бассейна было показано изменение морфологических свойств выщелоченных и оподзоленных черноземов под влиянием сернокислых техногенных потоков от отвалов угольных шахт. Изучение почв проводились в непосредственной близости от отвалов, находящихся в южной части Подмосковного угольного бассейна в северной лесостепи, где добыча угля ведется шахтным способом. Основными задачами этой работы были: анализ характерных процессов и общих закономерностей преобразования морфологии выщелоченных черноземов под воздействием техногенных потоков от отвалов сульфидсодержащих пород, анализ пространственных трендов изменений морфологии почв. Основные наблюдения проводились в пределах 1 км от отвалов (Солнцева и др., 1992).

.2.3 Методы изучения почвообразовательных процессов

В целях изучения и сравнения скоростей почвообразовательных процессов в природных и техногенно-измененных почвах были выбраны два вида антропогенного воздействия:

·        Сельскохозяйственное производство - земледелие;

·        Горнодобывающая промышленность - добыча угля.

Сравнение производилось по двум группам почв: дерново-подзолистым и черноземам. Данные почвы характеризуются наибольшим задействованием в сельском хозяйстве, а также на их территории располагается большое количество районов угледобычи.

Был произведен анализ исследовательских работ разной направленности, в которых в какой-либо степени отражены особенности трансформации почв под антропогенным воздействием. Материалы исследовательских работ были интерпретированы для выявления таких наблюдений, которые указывают на изменения скоростей почвообразовательных процессов. Описание различий в темпах протекания процессов носят качественный характер, авторские материалы не всегда точно привязаны к каким-либо временным интервалам и, следовательно, сведения, приводимые в курсовой работе, не имеют точных количественных характеристик. Полученные в результате выводы имеют относительный (сравнительный) характер.

Глава 2. Скорости процессов в техногенно-измененных почвах

.1 Почвы, измененные сельскохозяйственной деятельностью

В «Классификации и диагностике почв СССР» (1977) критерием отнесения почв к освоенным, или окультуренным, является наличие пахотного горизонта в профиле почвы. Данный горизонт формируется во всех агрогенных почвах независимо от различий в природных условиях и характеризуется относительной однородностью, слабой оструктуренностью и четкой нижней границей. Свойства агрогенных почв определяются комбинацией природных факторов и антропогенных воздействий, которые, по сути, природоподобны и вызывают увеличение скорости и масштабов изменений (Герасимова и др., 2003).

В составе пахотных земель России преобладают черноземы, что объясняется их высоким естественным плодородием и достаточной плотностью сельского населения в черноземной зоне. По степени распаханности за ними следуют серые лесные и дерново-подзолистые почвы, распространенные в условиях достаточного увлажнения, обеспеченности теплом и, в меньшей степени - органическим веществом.

.1.1 Изменение факторов почвообразования

Главным антропогенным воздействием при использовании почв в земледелии является уничтожение естественной растительности и замена её агроценозами. Это приводит к существенной трансформации по меньшей мере двух условий среды: биологического круговорота и водно-теплового режима почв (Караваева, 2005). Смена типа растительности ведёт к ослаблению биологических процессов, уменьшению количества и упрощению состава гумуса, деградации структуры. Неизбежным следствием смены типа растительности оказывается трансформация почвенного климата в связи с иным режимом увлажнения и испарения новой экосистемой и физическим состоянием поверхности почвы. Все это приводит к увеличению чувствительности пахотных почв к погодным условиям, поэтому в агро-почвах изменения почвенного климата сильнее выражены (особенно на глубине до 0,5 м), чем в их природных аналогах. Почвенный климат на пашнях становится более «континентальным» в пределах большей части профиля по сравнению с природными аналогами: возрастают суммы активных температур во всем профиле, одновременно увеличивается глубина промерзания; в пахотном слое усиливается летнее прогревание, растут амплитуды среднемесячных значений температур и влажности, иным становится соотношение категорий влажности (Караваева, 2005). Контрастность условий нагревания и увлажнения способствует частой смене величин окислительно-восстановительного потенциала, интенсивности физико-химических процессов осаждения-растворения и других явлений.

Рассмотрим результаты влияния сельскохозяйственного использования земель на различные характеристики почвы и скорости протекания почвообразовательных процессов.

2.1.2 Влияние распашки почв на их свойства и скорости почвообразовательных процессов

.1.2.1 Строение профиля и морфологические признаки

Распашка непосредственно сказывается на морфологических признаках почвы. В результате механической обработки образуется пахотный слой. В морфологическом отношении пахотный слой является диагностическим горизонтом окультуренной почвы и является той частью почвенного профиля, которая первой принимает на себя все изменения, происходящие во внешней среде. Таким образом, пахотный слой наиболее активно отвечает изменениям условий ландшафта, отражая особенности почвообразования на сельскохозяйственных землях.

Морфологические описания ряда почв, исследованных В.Д. Мухой (2004), позволяют судить о воздействии естественно-антропогенного почвообразования на строение профиля и морфологические признаки почв.

Согласно результатам статистического анализа исследований дерново-подзолистых среднесуглинистых и супесчаных почв, проведенных В.Д. Мухой, наиболее существенным является показатель изменения мощности гумусово-элювиального горизонта, смещения его нижней границы. Для дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы сельскохозяйственное использование привело к резкому уменьшению (на обычной пашне) и даже к исчезновению (на пашне окультуренной) элювиального горизонта в результате его перемешивания с вышележащими горизонтами и припахивания нижележащих, воздействия травянистой культурной растительности, внесения органических удобрений. В то же время в супесчаной дерново-подзолистой почве при обычном сельскохозяйственном использовании увеличение собственно элювиального горизонта не происходит, однако при окультуривании нижняя граница элювиального горизонта заметно снижается (табл. 2).

Что касается черноземов, то воздействие земледельческого использования на строение профиля и морфологические признаки не вызывает в них существенных изменений, однако отмечаются некоторое увеличение мощности гумусированной части почвенного профиля и заметное снижение линии вскипания от НСl (Муха, 2004). Таким образом, в строении профиля типичных черноземов при использовании их под пашню происходят изменения, способствующие сглаживанию различий между верхним гумусовым и переходным горизонтами по основным морфологическим признакам (окраска, содержание гумуса, структура, сложение).

Вследствие распахивания земель, верхняя часть почвы изменяется и образуется пахотный слой, который приобретает значение нового генетического горизонта, определяющего во многом плодородие и интенсивность почвообразовательных процессов. Окультуривание почв способствует увеличению мощности пахотного горизонта и усилению процесса гумусонакопления, происходит ослабление элювиально-иллювиальных процессов в дерново-подзолистых почвах, усиливается фиксация гумуса вследствие добавления органических и минеральных удобрений. В черноземах под воздействием окультуривания происходит сглаживание различий в морфологических характеристиках верхних гумусовых и переходных горизонтов.

.1.2.2 Трансформация органического вещества

Изменение содержания и качества органического вещества является одним из основных показателей воздействия сельского хозяйства на состояние почвы. Изучение В.Д. Мухой (2004) содержания и качества гумуса в различных почвах выполнялось с целью выявления общих закономерностей трансформации органического вещества под воздействием сельскохозяйственного производства.

Полученные В.Д. Мухой данные говорят о том, что распашка и обычное земледельческое использование почв привели к заметному снижению содержания гумуса в верхних горизонтах всех исследуемых почв, но интенсивность процесса была различной в зависимости от зональных особенностей почвы. У чернозема типичного потеря гумуса была наименьшей, в то время как у дерново-подзолистой показатели содержания гумуса немного вырастают. Это можно объяснить особенностью методов расчета среднего содержания гумуса: сравнивается среднее значение содержания гумуса в пахотном горизонте дерново-подзолистой антропогенно преобразованной почвы со средним значением содержания гумуса в гумусово-элювиальном и элювиальном горизонтах лесной дерново-подзолистой почвы (табл. 3). Анализ изменения количества гумуса в дерново-подзолистых суглинистых почвах в условиях традиционного земледелия свидетельствует о тенденции к сглаживанию природного различия по гумусированности между верхним и нижележащим генетическим горизонтом. Основной причиной, вызвавшей уменьшение содержания гумуса в пахотных почвах, является усиление процесса минерализации органического вещества исходных целинных почв. Однако в супесчаных дерново-подзолистых почвах контраст степеней разложения гумуса в целинных и пахотных почвах значительно меньше, так как в исходных природных условиях супесчаный механический состав почвы способствует лучшей аэрации верхних горизонтов и, соответственно, большей интенсивности минерализации органического вещества. В результате распашки происходит интенсификация процесса разложения органического вещества, но уже в меньшей степени (Муха, 2004).

Таблица 3.

Влияние сельскохозяйственного использования на содержание, степень разложения и гумифицированность (%) органического вещества (по данным В.Д. Мухи).

Интенсивность минерализации органического вещества почвы, степень его разложения отражаются на содержании в почве гумусовых веществ и детрита, т.е. на качестве гумуса. Органическое вещество пахотных почв качественно отличается от органического вещества аналогичных почв под естественной растительностью относительно большим содержанием собственно гумусовых веществ и меньшим - детрита (табл. 3). Отношение гумусовых веществ (ГВ) к детриту (Д) характеризует эту особенность (Муха, 2004).

Согласно исследованиям В.Д. Мухи, уменьшение содержания «общего гумуса» при сельскохозяйственном использовании почвы происходит главным образом за счет потери детрита; количество собственно гумусовых веществ изменяется менее существенно, то есть относительно увеличивается. В ряде случаев содержание собственно гумусовых веществ в пахотной почве не уступает их содержанию в соответствующих горизонтах целинной почвы.

.1.2.3 Микробиологическая и ферментативная активность

Значение микробиологической и ферментативной активности в почвообразовании довольно велико. Жизнедеятельность почвенных микроорганизмов отражается на плодородии почвы.

Исследования В.Д. Мухи показали, что наибольшей микробиологической активностью обладает чернозем типичный, наименьшей - дерново-подзолистая суглинистая почва. При этом дерново-подзолистая супесчаная почва отличается довольно высокой микробиологической активностью (Муха, 2004). Общая закономерность такова, что в сравнении с целинными, в почвах сельскохозяйственного использования в целом происходит возрастание микробиологической активности, причем в окультуренных почвах оно более резкое. Наиболее интенсивно развиваются микроорганизмы, принимающие участие в минерализации органического вещества, в превращении азотсодержащих органических и минеральных соединений (Муха, 2004).

Таблица 4.

Показатель характера микробиологических процессов для пахотного и соответствующих ему горизонтов в природных почвах (по исследованиям В.Д. Мухи).

С целью конкретного (количественного) отражения интенсивности микробиологических процессов в целинных и пахотных почвах В.Д. Мухой был предложен способ определения показателя, отражающего направление и интенсивность жизнедеятельности организмов. Полученные результаты расчета данного показателя представлены в табл. 4 . Показатель характера микробиологических процессов рассчитан как произведение общего количества микроорганизмов (выраженного в млн. на 1 г абсолютно сухой почвы) на направленность микробиологических процессов. Согласно отображенным в таблице данным, предложенный показатель отражает генетические особенности почвы и степень её окультуренности.

Таким образом, анализ микробиологической активности почв, показал, что вовлечение почв в сельскохозяйственное производство существенно изменяет их микробиологическую активность по всей толще почвенного профиля, при этом:

·        сельскохозяйственное использование почв вызывает резкое увеличение численности микроорганизмов, участвующих в минерализации органического вещества;

·        окультуривание обусловливает наиболее высокую общую микробиологическую активность почв, усиление трансформации органического вещества при относительном снижении интенсивности процессов минерализации.

Обмен веществ и потоков энергии при разложении и синтезе органических соединений, переход трудноусвояемых соединений питательных веществ в формы, легкодоступные для растений и микроорганизмов, происходят при непосредственном участии ферментов.

В.Д. Мухой было изучено воздействие сельскохозяйственного использования на биохимическую активность почв по активности основных ферментов, непосредственно влиявших на метаболизм важнейших биогенных элементов (углерода, азота, фосфора), на образование и минерализацию органического вещества почвы, на развитие окислительно-восстановительных процессов. Исследования показали, что ферментативная активность почв под воздействием сельскохозяйственного использования существенно изменяется, отражая природные особенности самой почвы и характер ее использования и, в общем, при окультуривании почв отмечается повышение активности практически всех исследуемых ферментов (Муха, 2004).

Согласно результатам исследований В.Д. Мухи, изменения, происходящие в почвах различных генетических типов под воздействием сельскохозяйственного производства, свидетельствуют о наличии ряда общих закономерностей, несмотря на четко выраженные зональные отличия. В частности, он отмечает некоторые изменения в почвообразовательных процессах, присущие всем исследуемым: усиление ферментативной и микробиологической активности; увеличение интенсивности процессов минерализации и трансформации органического вещества почвы, повышение степени разложения почвенного органического вещества; формирование гумуса с более высоким содержанием гуминовых кислот; формирование своеобразного питательного режима, отличающегося высокой интенсивностью биохимических процессов; усиление трансформации илистой минеральной части почвы и другие (Муха, 2004). Зональные отличия проявляются в уровне показателей, характеризующих почвы и в интенсивности их изменения.

.2 Почвы, измененные горнодобывающей промышленностью

.2.1 Виды воздействий

Почвы, находящиеся в сфере влияния предприятий топливно-энергетического комплекса и горнодобывающей промышленности относятся к техногенным (в узком понимании термина). Техногенные почвы испытывают антропогенное воздействие различной интенсивности - минимальные влияния могут не отражаться на морфологии профиля, тогда как максимальные могут полностью уничтожать старую почву и создавать новый субстрат.

Все многообразие видов воздействий и вызываемых ими нарушений можно сгруппировать в категории механических и химических, а также затрагивающих весь почвенный профиль или отдельные его горизонты. При механических воздействиях изменяется непосредственно твердая фаза, либо создаются новые почвы; химические нарушения обычно сопровождаются преобразованиями жидкой и газовой фаз почвы.

Механические нарушения происходят в результате открытых и подземных горных разработок и в местах бурения и транспортировки при нефтегазодобыче.

Горные разработки, при которых значительно нарушается территория, включают в себя следующие виды работ:

·        Разработки рудных полезных ископаемых - железных и полиметаллических руд (свинец, медь, кадмий, серебро, висмут, олово), редких и радиоактивных элементов.

·        Нерудные разработки - строительные материалы (щебень, гравий, песок, известняк), калийные и поваренная соли, огнеупорные глины, абразивы, технические и драгоценные камни, апатиты и фосфориты, мрамор и прочее.

·        Добычу ископаемого угля - бурого и каменного.

Химические нарушения и преобразования почвенного профиля происходят при добыче нефти и газа, а также при разработках углей, содержащих сульфиды. Рассмотрим почвы, образующиеся в районах горных разработок и влияние разработок конкретно сернистых углей на примере черноземов и дерново-подзолистых почв.

.2.2 Свойства почв в районах горных разработок

На территориях, связанных с горными разработками, обязательно присутствуют и занимают, как правило, значительную долю в почвенном покрове такие почвы и почвоподобные тела, как эмбриоземы, хемоземы, техноземы, а также техногенные грунты.

2.2.2.1 Эмбриоземы

Эмбриоземами являются слаборазвитые примитивные почвы на техногенных и природных грунтах с горизонтом А1 мощностью до 5 см, формирующиеся в режиме саморазвития (Андроханов и др., 2000). Нижняя часть профиля эмбриоземов представлена в основном системой насыпных слоев вскрышной плотной породы и четвертичных отложений. Эмбриоземы являются слаборазвитыми почвами, основная причина чего - недостаточное время педогенного преобразования условно почвообразующей породы. Эмбриоземы, развивающиеся на различных карьерных природных субстратах, являются аналогами естественных слаборазвитых почв.

Основными протекающими процессами в эмбриоземах являются: гумусонакопление (или торфонакопление), выщелачивание карбонатов и вынос легкорастворимых солей, структурная переорганизация твердой фазы, выветривание первичных минералов, оглеение. Главными механизмами формирования эмбриоземов из породы являются минерализация и трансформация органического вещества микробиологическими процессами.

Скорость образования гумусового горизонта в эмбриоземах зависит от биоклиматических и литолого-геоморфологических условий. Наиболее активное накопление гумусовых веществ в эмбриоземах происходит при формировании почвы на карбонатных породах тяжелого гранулометрического состава, не содержащих токсичных веществ (Андроханов и др., 2000). Также, относительно высока скорость формирования гумусового горизонта в лесостепных и степных ландшафтах, где гумусонакоплению способствуют благоприятные климатические условия. Со временем в эмбриоземах меняется и соотношение гуминовых и фульвокислот: на первых стадиях органическое вещество почвы формируется с преобладанием подвижных форм гумуса. На более поздних стадиях в почве уже начинают прослеживаться зональные признаки. Также, немаловажным фактором в формировании гуминовых кислот почвы является почвообразующая порода: наиболее высокая доля гуминовых кислот наблюдается в почвах на известняках и углях, а наименьшая на сланцевых насыпях при прочих равных условиях (Андроханов и др., 2000).

.2.2.2 Техноземы

Техноземы - искусственные почвоподобные образования, состоящие из насыпных слоев, в том числе из насыпного гумусированного материала (Етеревская, 1989). Профиль технозема формируется путем насыпки плодородного слоя почвы-донора или торфо-компостной смеси на один или несколько слоев техногенных или природных грунтов. Мощность гумусового слоя колеблется от 20 до 50 см. При повышенной токсичности техногенного субстрата создают искусственный геохимический барьер, задерживающий агрессивные и/или токсичные соединения. Со временем, насыпные слои приобретают почвенные признаки и в них протекают почвенные процессы (Андроханов и др., 2000).

Скорость накопления органического вещества на начальных стадиях развития технозема, как правило, довольно высока, так как исходная насыпь обогащена гумусом, поскольку для активизации процесса гумусообразования вносится дополнительное органическое вещество (надземная часть бобовых трав и/или навоз). Кроме того, технозем, как любое природное тело первых этапов эволюции, также как и эмбриозем, находится на восходящей ветке эволюционной кривой. Так, в степной зоне технозем в течение 3-4 лет интенсивно накапливает органическое вещество, затем, в техноземе 20-летнего возраста под многолетними травами отмечается преобразование органического вещества в гумус и увеличение доли гуминовых кислот по отношению к фульвокислотам (Андроханов и др., 2000). Таким образом, процесс накопления органического вещества в техноземе степной зоны в течение 20 лет выходит на плато эволюционной кривой.

Таблица 3. Состав и некоторые свойства гумуса техноземов (Андроханов и др., 2000)

*В числителе - в % к почве; в знаменателе - в % от С почвы.

Внесение в техноземы органических добавок (торфо-компостные смеси, сидераты, навоз) увеличивает количество подземной биомассы практически в 1,5 раза, а за счет более глубокого распространения корней в субстрате формируется комковатая структура; дополнительное органическое вещество способствует также протеканию микробиологических и биохимических процессов.

Так как технозем являет слоистым образованием из насыпного материала с различными физическими и водно-физическими свойствами, то сконструированный профиль часто оказывается многочленным по гранулометрическому составу и другим свойствам. С течением времени подобная слоистость приводит к образованию слоя подвешенной влаги, ухудшающего водный режим развивающейся почвы. Таким образом, наблюдается более высокий дефицит влажности в корнеобитаемом слое технозема по сравнению с таковым в черноземе - фоновой почве (Андроханов и др., 2000).

.2.3 Изменение свойств почв в районах добычи сернистых углей

Особое место в системе техногенных почв в районах горных разработок занимают почвы, испытывающие влияние продуктов выветривания сернистых, или сульфидсодержащих, углей. Такие угли добываются в Кизеловском (Пермская область) и Подмосковном буроугольных бассейнах (Википедия), а также в Украине, Германии, Южно-Африканской Республике, Великобритании.

Работы, проводившиеся Географическим ф-том МГУ в Кизеловском бассейне, позволили выявить особенности трансформации почв по отношению к источнику воздействия. Наиболее информативным в целях выявления ответных реакций почв на техногенное воздействие и пространственные закономерности трансформации почв оказалось сравнение техногенно измененных дерново-подзолистых почв и выщелоченных черноземов на близких материнских породах (лессовидных суглинках) при почти одинаковых «пусковых механизмах» техногенного воздействия (Никифорова, Солнцева, 1982; Солнцева, Рубилина, 1987; Солнцева и др., 1992).

Добыча угля в Кизеловском бассейне проводится закрытым способом с образованием терриконов, которые представляют собой конусообразные отвалы высотой до 100 м. (рис. 1) Терриконы иногда выравниваются в целях уменьшения разноса угольной пыли и предотвращения самовозгорания. Радиус их прямого воздействия приблизительно около 1 км, а косвенного - около 10 км (Герасимова и др., 2003). В золе углей присутствует широкий спектр микроэлементов, так что геохимики называют отвалы вместе с зонами их влияния техногенными геохимическими аномалиями, в которых концентрируются многие редкоземельные элементы.

Рассмотрим трансформации различных почв под влиянием горнодобывающей промышленности.

2.2.4 Влияние горнодобывающей промышленности на свойства почв и скорости почвообразовательных процессов

2.2.4.1 Трансформация дерново-подзолистых почв

Под влиянием техногенных факторов на основании исследований Н.П. Солнцевой и Н.Е. Рубилиной было установлено, что в дерново-подзолистых почвах происходит усиление процесса кислотного гидролиза, как составляющей подзолообразования, что вызывает возрастание актуальной кислотности. Также в почве более интенсивно протекают процессы лессиважа, свидетельством чего служат частицы черной угольной пыли и так называемая «угольная метка» (мареново-красное вещество) в иллювиальных кутанах.

Изменения химических свойств почвы проявляются и в ряде других ее характеристик: подкисление вызывает деградацию структуры верхних слоев почвы, способствует выветриванию первичных минералов; мобилизация и сегрегация соединений железа ведет к росту числа железистых новообразований в почве. Также, подкисление почвы ухудшает способность органического вещества к разложению, способствует его консервированию и обуглероживанию. Одновременно в верхних горизонтах появляются тонкие угольные пленки по краям агрегатов или заполнения пор пылеватыми угольными частицами, что отражается на повышении количества общего углерода в сравнении с фоновыми почвами.

В жестких условиях технопедогенеза при воздействии сернистых углей происходит полное «выключение» некоторых процессов, специфичных лишь для условий полноценно функционирующих почв. В данном случае это гумусово-аккумулятивный процесс, который замещается гумусово-деструкционно-иллювиальным (Солнцева, Рубилина, 1987). Кроме того, возникают процессы, специфичные только для технопедогенеза и не имеющие аналогов в исходных почвах. Примерами их могут служить усадка почв: углеродисто-аккумулятивный процесс, приводящий к накоплению в почвах углерода угольного происхождения. Непосредственные изменения претерпевает и элювиально-иллювиальный процесс, который характеризуется смещением наиболее активной аккумуляции веществ в верхние горизонты почв. Одновременно с этим морфологические проявления элювиального процесса распространяются на всю почвенную толщу, что служит глубоким отличием от исходных почв, в которых горизонты максимальной локализации процессов элювиирования или иллювиирования и их интенсивность иные (Солнцева, Рубилина, 1987).

.2.4.2 Трансформация черноземов

Изучение оподзоленных и выщелоченных черноземов в условиях техногенного влияния проводились Н.П. Солнцевой, Н.Е. Рубилиной, М.И. Герасимовой и С.В. Алистратовым на территории Подмосковного угольного бассейна. Было установлено, что, как и в дерново-подзолистых почвах, в выщелоченных черноземах в сфере влияния отвалов происходят процессы уплотнения, деградации структуры, обуглероживания органического вещества, подкисления, усиление лессиважа и обеднение биоты.

В выщелоченных и оподзоленных черноземах имеет место процесс подкисления вследствие увеличения количества поступающих кислых вод. Влияние агрессивных потоков не ограничивается только верхними гумусовыми горизонтами почв, но охватывает весь генетический профиль. Трансформация нижних карбонатных горизонтов включает следующие процессы: изменение карбонатного профиля; огипсование; усиление подвижности (иллювиирования) тонкодисперсного минерального и органического материала. Интенсивность процесса выщелачивания и метаморфизации иллювиального горизонта, как и другие морфологические признаки, меняется по площади ореола загрязнения в соответствии с изменением интенсивности поступления в почвы сернокислых соединений (Солнцева и др., 1992).

Обогащенные сульфатами фильтрационные воды, поступающие в почвенную толщу, приводят к формированию в черноземах гипсовых новообразований. По представлениям исследователей, основным фактором огипсования почв служат обменные процессы. Анализ состояния поглощающего комплекса загрязненных почв свидетельствует, что под влиянием кислых растворов происходит замещение ионов кальция и магния ионами водорода и алюминия (Солнцева и др., 1992). Таким образом, техногенные воздействия вызывают изменения в черноземах не только на количественном уровне, но и на качественном: происходит изменение строения профиля и свойств отдельных его горизонтов.

Итак, трансформация почв под влиянием добычи сернистых углей имеет ряд специфических особенностей, связанных с высокой агрессивностью кислых растворов. Во всех почвах происходят процессы уплотнения и усадки, обуглероживания и потечность гумусовых соединений. В дерново-подзолистых почвах усиливаются процессы, свойственные данной зоне: элювиально-иллювиальный, подкисление, ожелезнение. В оподзоленных и выщелоченных черноземах происходит два типа преобразования почв: подкисление, активное выщелачивание карбонатов в почве и огипсование, засоление почвы. Выраженность и формы химических преобразований в почвах варьируют в зависимости от их продолжительности и удаления объектов от источника загрязнения.

почва сельскохозяйственный горнодобывающий

Глава 3. Сравнения скоростей процессов в природных и техногенно-измененных почвах в разных зонах и при разных видах воздействий

Интенсивность и характер почвообразовательных процессов зависят от большого числа факторов, среди которых особое значение имеют зональные особенности условий формирования почвы. Различия в воздействиях факторов почвообразования в том числе, связанные с разными масштабами деятельности человека, создают неоднородность почвенного покрова. Техногенно-измененные ландшафты представляют собой особую систему с внутренними и внешними связями, которая может значительно отличаться от природных аналогов, и эта их особенность требует отдельного рассмотрения.

.1 Зональные различия скоростей почвообразовательных процессов между черноземами и дерново-подзолистыми почвами

Рассмотрим различия в скоростях протекания почвообразовательных процессов в дерново-подзолистых почвах и черноземах в условиях влияния сельскохозяйственного производства и горнодобывающей промышленности на примере следующих процессов: гумусообразование, лессиваж, оглеение.

Гумусообразование - процесс преобразования органических остатков в почвенный гумус и его перемешивания с минеральной частью почвы с формированием собственно органических, органоминеральных соединений и глинисто-гумусовых комплексов.

Скорость и характер гумусообразования зависят от ряда факторов, среди которых существенны: количество и характер поступления растительных остатков, их химический состав, режим влажности и аэрации, реакция среды и окислительно-восстановительные условия, интенсивность микробиологической деятельности и состав микроорганизмов, а также гранулометрический, минералогический и химический состав минеральной части. Наиболее интенсивно выражен процесс гумусообразования в черноземах, где комбинация «породы-климат-растительность» является наиболее благоприятной для преобразования органических остатков в гумус.

Лессиваж - процесс механического передвижения тонких минеральных частиц из верхней части почвенного профиля и их аккумуляции на некоторой глубине в виде локальных или сплошных образований (натеков, кутан) на поверхности педов, обломках пород, на стенках пустот. Таким образом, ЭПП лессиважа имеет две составляющие: вынос илистых суспензий и аккумуляцию из них тонких частиц.

Реализация лессиважа возможна в широком диапазоне географических условий, и его проявления диагностируются в той или иной степени во всех гумидных почвах. Наиболее интенсивно процесс идет в почвах на рыхлых отложениях гумидных умеренно холодных и субтропических равнинных и горных территорий (Караваева и др., 1992). Лессиваж может продолжаться до тех пор, пока имеется запас тонкодисперсного материала в элювиальной части профиля или пока в илллювиальном горизонте имеется свободное поровое пространство, по которому могут передвигаться минеральные суспензии. В стабильных условиях процесс может продолжаться достаточно долго (Караваева и др., 1992). Лессиваж является одним из профилеобразующих процессов в элювиально-глеевых, подзолистых, дерново-подзолистых почвах и формирует ряд диагностических признаков в глееподзолистых, серых лесных, бурых лесных оподзоленных почвах и красноземах. Среди рассматриваемых в нашей работе почв, лессиваж протекает более интенсивно в дерново-подзолистых почвах, что обусловлено совокупностью факторов среды. В черноземах данный процесс выражен слабо.

Оглеение - почвообразовательный процесс, протекающий в анаэробных восстановительных условиях при участии микроорганизмов, наличии органического вещества и постоянном или продолжительном обводнении отдельных горизонтов или всего профиля почвы.

Процессы оглеения распространены в почвах практически всех биоклиматических поясов и ландшафтных зон. Протекание процесса определяют следующие условия: 1) химико-минералогический состав почвенной массы и увлажняющих вод (геохимическая обстановка); 2) водный режим; 3) источник переувлажнения; 4) количество и характер органического вещества, так как оглеение является, по существу, процессом биохимическим. Наиболее широко этот процесс развит в условиях гумидного и субгумидного климата, где он может быть выражен как в почвах водораздельных поверхностей, так и пониженных элементов рельефа (тундровые глеевые, подзолисто-глеевые, торфяно-глеевые, лугово-черноземные, глеевые субтропические и тропические и др.). С увеличением аридности климата оглеение локализуется в почвах отрицательных форм рельефа и связано обычно с грунтовыми и почвенно-грунтовыми водами. Таким образом, процесс оглеения присутствует и в черноземах и в дерново-подзолистых почвах. Однако в последних он выражен более отчетливо, так как тому способствует более высокое атмосферное увлажнение в ареале этих почв.

.2 Различия, связанные с видами воздействий

При вовлечении почвы в земледелие отмечаются следующие изменения в почвообразовательных процессах (Муха, 2004):

o   интенсификация протекания биохимических процессов;

o   усиление микробиологической и ферментативной активности;

o   активизация процессов минерализации и трансформации органического вещества почвы;

o   выветривание и трансформация илистой минеральной части почвы.

Усиление вышеперечисленных процессов может приводить к так называемому «парадоксу естественно-антропогенного почвообразования», который В.Д. Муха объясняет следующим образом (Муха, 2004). Происходит резкое увеличение интенсивности процессов биогеохимического цикла, как бы изменяется ритм почвообразования - он ускоряется. Требуется постоянное поступление значительных количеств энергетического материала - свежего органического вещества и богатых в химическом отношении минералов. Отсутствие такого поступления или недостаток энергетического материала компенсируется мобилизацией всех имеющихся резервов, что приводит к истощению почв, к снижению их плодородия в любой природной зоне. Зональные особенности в данном случае проявляются лишь в интенсивности развития этого процесса и уровне снижения плодородия почвы.

Относительно влияния горнодобывающей промышленности на почвообразовательные процессы отмечается ряд специфических особенностей, связанных с высокой агрессивностью кислых растворов. Во всех почвах происходят процессы уплотнения и усадки, обуглероживания органических остатков, гумусовые соединения приобретают большую подвижность (потечность гумуса). В дерново-подзолистых почвах усиливаются процессы, свойственные данной зоне: элювиально-иллювиальный, подкисление, ожелезнение. В оподзоленных и выщелоченных черноземах происходит два типа преобразования почв: подкисление, активное выщелачивание карбонатов в почве и огипсование, засоление почвы.

.3 Различия природных и техногенно-измененных почв

Прямые данные о сравнении скорости почвообразовательных процессов в природных и измененных почвах немногочисленны. Наиболее достоверными можно считать сведения о развитии почвенных признаков в насыпных субстратах, время отсыпки которых известно. Однако они слабо сопоставимы со скоростями процессов в природных почвах по многим причинам: различиях в сложении и гранулометрическом составе, в «ноль-моментах», биоценозах и т.д.

В большинстве своем данные приведены в приблизительном виде, точные датировки отсутствуют, что не позволяет делать сравнительные оценки конкретного характера. Кроме того, при исследовательских работах невозможно найти участки сравнения с абсолютно идентичными и равными условиями, что не может дать сравнению математическую точность. Тем не менее, предлагается оценить хотя бы относительную скорость почвообразовательных процессов в природных и техногенно-измененных почвах, так как подобная оценка способна дать общие представления о почвообразовании.

Совокупность «новых» факторов почвообразования определяет более высокие темпы почвообразовательных процессов в антропогенно-измененных почвах, чем в их естественных аналогах (Герасимова и др., 2003). Данный факт находит свое отражение при анализе исследований воздействия горнодобывающей промышленности на почвы - в дерново-подзолистых почвах и черноземах происходит усиление процесса лессиважа, что обусловлено не только большим увлажнением почв вблизи отвалов, но и поступлением в почву в больших количествах кислых соединений в сравнении с природными аналогами. При распашке почв также наблюдается интенсификация данного процесса, что вызывается внесением в пахотные почвы гидролитически кислых удобрений.

Непосредственная интенсификация процесса оглеения также имеет место в наблюдаемых почвах при распашке, что является довольно известной проблемой при использовании почв в качестве пахотных угодий. При воздействии горнодобывающей промышленности, данный процесс не претерпевает сильных изменений (если не считать, что локальное уплотнение ему способствует).

Темпы гумусообразования в целом при распашке и последующем окультуривании и дерново-подзолистых почв и черноземов активно возрастают, но тут наблюдается общая активизация биохимических процессов, которая приводит и к увеличению темпов истощения почвы. Таким образом, в пахотных почвах достигается некий «баланс» в гумусовом состоянии почвы. При воздействии горнодобывающей, как правило, происходит ухудшение качества и уменьшение содержания гумуса в почве.

Заключение

На основании сравнительного анализа результатов исследований по антропогенной трансформации была проведена приблизительная оценка скоростей почвообразовательных процессов.

При рассмотрении влияния сельскохозяйственного использования земель на почвообразовательные процессы были выявлены некоторые закономерности в изменении скоростей их протекания по сравнению с природными аналогами. В антропогенно измененных почвах отмечается: усиление ферментативной и микробиологической активности, интенсификация процессов минерализации и трансформации органического вещества почвы, повышение степени разложения почвенного органического вещества, формирование своеобразного питательного режима, усиление трансформации глинистых минералов и некоторые другие. Зональные различия проявляются в уровне показателей, характеризующих почвы и в интенсивности их изменения.

Оценка результатов антропогенного воздействия на почвы в районах добычи угля показала следующее: во всех почвах происходят процессы уплотнения и усадки, обуглероживания органического вещества и увеличение подвижности гумуса. В дерново-подзолистых почвах усиливаются процессы, свойственные данной зоне: элювиально-иллювиальный, подкисление, ожелезнение. В оподзоленных и выщелоченных черноземах происходит два типа преобразования почв: подкисление, активное выщелачивание карбонатов в почве и огипсование всего профиля почвы, засоление почвы. Выраженность и формы химических преобразований в почвах варьируют в зависимости от их продолжительности воздействия и удаления объектов от источника загрязнения.

При сравнении скоростей почвообразовательных процессов в природных и техногенно-измененных почвах в разных зонах и при разных видах воздействия были выявлены следующие закономерности:

·        при воздействии горнодобывающей промышленности, в целом, видна тенденция к интенсификации процесса лессиважа как в дерново-подзолистых почвах, так и в черноземах;

·        при распашке почв наблюдается интенсификация процесса выноса илистых частиц, что вызывается изменениями почвенного климата и внесением в агро-почвы гидролитически кислых удобрений;

·        усиление процесса оглеения происходит также в обоих случаях антропогенного воздействия, но имеет более выраженный характер при сельскохозяйственном задействовании почв;

·        относительно процесса гумусообразования и гумусонакопления можно отметить, что в почвах пашни происходит интенсификация процесса гумусообразования, но одновременно с этим увеличивается и скорость биохимических процессов, что приводит к ускорению «расхода» гумусовых веществ - таким образом, гумусонакопление в почвах сельскохозяйственных угодий изменяется слабо;

·        при воздействии горнодобывающей промышленности, как правило, происходит ухудшение качества и уменьшение количества гумуса.

Таким образом, если оперировать данными о характерных временах различных процессов для почв умеренного гумидного климата, предоставленные Таргульяном В.О. и Соколовым И.А., можно сделать некоторые выводы относительного характера об изменении величины периода саморазвития некоторых почвообразовательных процессов в почвах, испытывающих антропогенное воздействие. Так, примерная величина характерного времени образования глеевого горизонта - десятки, сотни лет. В техногенно-измененных почвах будет происходить усиление процессов оглеения, следовательно, величина характерного времени будет уменьшаться и таким образом процесс оглеения может перенестись в группу лабильных свойств почвы (отражающихся за годы действия факторов почвообразования).

Формирование гумусового профиля происходит сотни, тысячи лет и для почв, подверженных влияния горнодобывающей промышленности, вероятно, это время может значительно увеличиться - мы наблюдаем процесс увеличения значения характерного времени. Для дифференциации профиля почвы по содержанию ила Соколов И.А. и Таргульян В.О. выделили характерное время, примерно равное тысячам и десяткам тысяч лет. В почвах, испытывающих влияние сельскохозяйственного производства (земледелия) и горнодобывающей промышленности, перемещение илистых частиц происходит в течение первых десятков или сотен лет.

Список использованной литературы

.        Андроханов В.А., Овсянникова С.В., Курачев В.М. Технозёмы: свойства, режимы, функционирование. Новосибирск: Наука СИФ РАН, 2000 г. - 200 с.

.        Арманд А.Д., Таргульян В.О. Некоторые принципиальные ограничения эксперимента и моделирования в географии (принцип дополнительности и характерное время) // Изв. АНСССР, сер. Геогр., 1974, № 4.

.        Гаджиев И.М., Курачев В.М., Рагим-заде Ф.К. и др. Экология и рекультивация техногенных ландшафтов. Новосибирск: Наука, 1992. - 305 с.

.        Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В., Прокофьева Т.В. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация. Учебное пособие. Под редакцией академика РАН Г.В. Добровольского. Смоленск: Ойкумена, 2003. - 268 с.

.        Етеревская Л.В. Почвообразование и рекультивация земель в техногенных ландшафтах Украины : диссертация ... доктора сельскохозяйственных наук : Харьк. с.-х. ин-т им. В. В. Докучаева. - Харьков, 1989 г.

.        Элементарные почвообразовательные процессы: Опыт концептуального анализа, характеристика, систематика. - М: Наука, 1992. - 184 с.

.        Караваева Н.А. Агрогенные почвы: условия среды, свойства и процессы // Почвоведение. - 2005.- №12. - С.1518-1529.

.        Муха В.Д. Естественно-антропогенная эволюция почв (общие закономерности и зональные особенности). М.: Колос, 2004. - 271 с.

.        Никифорова Е.М., Солнцева Н.П. Геохимия техногенных потоков и ореолов загрязнения в районах угледобычи (на примере Кизеловского бассейна). «Геохимия ландшафтов и география почв», Изд-во МГУ, 1982. - с. 100-128

.        Соколов И.А., Таргульян В.О. Взаимодействие почвы и среды: почва-память и почва-момент // Изучение и освоение природной среды. М.: Наука. 1976. - с. 150-164.

.        Соколов И.А., Таргульян В.О. Взаимодействие почвы и среды: рефлекторность и сенсорность почв // Системные исследования природы: Вопросы географии. М.: Наука. 1977. - № 104. - с. 153-170.

.        Солнцева Н.П., Рубилина Н.Е. Морфология почв, трансформированных при угледобыче // Почвоведение, 1987. - №2. - с. 105-118.

.        Солнцева Н.П., Рубилина Н.Е., Герасимова М.И, Алистратов С.В. Преобразование морфологии выщелоченных черноземов в районах добычи угля // Почвоведение, 1992. - №1. - с. 17-29.