|
DOI: 10.7256/2453-8922.2020.3.33599
Дата направления статьи в редакцию:
03-08-2020
Дата публикации:
30-09-2020
Аннотация:
Предметом исследования являются почвы и почвенные катены в районе Батагайского мегаоврага, располагающегося в Верхоянском районе на севере Якутии. Почвы представлены светлозёмами и мерзлотными подбурами, которые сформированы на элювиальных и элюво-делювиальных отложениях под лиственничниками. Исследование почв выполнялось в 2017, 2018 и 2019 гг. Выше по склону от Батагайского мегаоврага заложена почвенно-геохимическая катена, включавшая привершинную поверхность склона горы Киргилях, среднюю часть склона, а также выровненные поверхности вблизи Батагайского оврага. Типы почв приведены в соответствии с классификацией почв России (2004) и Мировой реферативной базой почвенных ресурсов WRB (2014WRB). Основными выводами проведенного исследования являются: 1). Почвенный покров в районе Батагайского мегаоврага представлен различными типами почв, формирующихся на многолетнемёрзлых породах, в основном это светлозёмы глееватые (Cryosols Gleyic), встречающиеся в разнообразных ландшафтных условиях, также островное распространение в районе имеют подбуры иллювиально-железистые (Podzols Entic). На аллювиальных отложениях в долине р. Батагайки (в автономных позициях) могут развиваться подзолы иллювиально-железистые (Podzols Haplic) и светлоземы мерзлотные. а к повышениям рельефа с близким к поверхности залеганием коренных пород приурочены слаборазвитые почвы (Leptosols Lithic); 2). Основными процессами характерными для почв в районе Батагайского мегаоврага являются: криогенное оструктуривание, подстилкообразование, грубогумусово-аккумулятивный процесс, альфегумусовый процесс и оглеение; 3). Вблизи горизонта многолетнемерзлых пород у Батагайского мегаоврага отмечен локальный минимум значений рН как в подбурах, так и в светлоземах.
Ключевые слова:
петрозем, глеезем мерзлотный, подбур мерзлотный, микроэлементы, тяжелые металлы, генетические горизонты почв, глеево-сорбционный барьер, Батагайский мегаовраг, Верхоянский район, Якутия Саха
Работа выполнена в рамках проекта:
Природные и антропогенные изменения ландшафтно-геохимических и почвенных систем (ГЗ) (госбюджет, раздел 0110, номер I.4., номер ЦИТИС АААА-А16- 116032810057-4)
Abstract: The subject of this research is the soil and catena soils in the area of Batagaika crater located in Verkhoyansk District of Northern Yakutia. Soils are usually represented by Cryosols Gleyic and Podzols Entic, which are formed on eluvial and eluvial-deluvial deposits under larch forests. Exploration of soils was carried out in 2017, 2018 and 2019. On the slope to the Batagaika crater is the soil-geochemical catena, which included the ridge-top surface of the slope of Kirgilyah Mountain, the middle part of the slope, as well as levelled surfaces of Batagaika crater. Soil types are described in accordance with the classification of soils of Russia (2004) and the World Reference Base of Soil Resources (2014 WRB). The following conclusions were made: 1) The soil cover in the area Batagaika crater features various types of soils formed on the permafrost rocks, mainly Cryosols Gleyic, found in various landscape conditions, and Podzols Entic are also sporadically distributed in the area. On alluvial deposits in the valley of the Batagaika River may develop Podzols Haplic. Leptosols Lithic are confined to the elevation of the relief with bedrock located close to the surface; 2). The main processes typical for soils in the area of Batagaika crater are: cryogenic structuring, organic matter accumulation, coarse--humus accumulative processes, gleyification; 3) Nearby the horizon of permafrost rocks in the area of Batagaika crater is marked a local minimum of PH level in Podzols and Cryosols.
Keywords: Regosols, cryosols, Entic Podzol, trace elements, heavy metals, genetic horizons of soils, gley-sorption barrier, Batagay megaslump, Verkhoyansk ulus, Yakutia Sakha
Введение
Район посёлка Батагай расположен в тектонической Верхоянской антиклинальной зоне, краевой структуре Верхояно-Колымской складчатой области. На изучаемой территории распространены термокарстовые и криогенные формы рельефа, среди которых выделяется Батагайский овраг, являющийся наиболее крупной термокарстовой котловиной в Северном полушарии [1], а его обнаженные стенки (60-90°), имеющие высоту 70-100 м, считаются самым высоким обнажением сингенетических повторно-жильных льдов на Земле [2].
Изучение почвенного покрова вблизи Батагайского овраге имеет прикладное и важное общенаучное значение: 1). Это необходимо для понимания доли участия почв в сложении ледяных жил, вскрытых Батагайским мегаоврагом; 2). Интересно понять влияет ли развитие едомы на почвенный покров окружающего пространства. В связи с этим следует учитывать, что позднеплейстоценовые ледяные жилы подходят практически к подошве деятельного слоя, т.е. существенного сноса вещества с поверхности едомы с конца плейстоцена не происходило. Значит голоценовое почвообразование наследовало позднеплейстоценовые почвы и полностью их трансформировало.
Объект исследования и природные условия
Батагайский мегаовраг (67°34′49″ с.ш., 134°46′19″ в.д.), иногда называемый провалом или кратером, сформировался на склоне холма между горами Киргиллях и Хатыннах примерно за 60 лет [3]. В 1960-х годах в 21 км от пос. Батагай (17 км по шоссе и около 4 км по тропе) был обнаружен небольшой овраг, имевший ширину 1,5 м и глубину 5 м [4]. С 1970-х провал начал стремительно увеличиваться в размерах [5] и в настоящее время булавовидная эрозионная форма имеет следующие размеры: площадь 81 га, длину более 1000 м, ширину около 800 м [1]. Главным рельефообразующим процессом в котловине Батагайского мегаоврага является термокарст [5], который усиливается вытаиванием ледового комплекса в тёплые сезоны года, при котором талые воды выносятся в р. Батагайку, а взвешенные в этих водах в большом количестве частицы оттаявших грунтов аккумулируются в днище котловины Батагайского мегаоврага, образуя там грядово-холмистый рельеф с различными высотами [1].
Существуют несколько версий того, как именно возник Батагайский мегаовраг. Со слов местных жителей, этому способствовали следующие события:
Произведённая в 1960-х годах на месте будущего оврага вырубка участка леса и, как следствие, значительное нарушение почвенно-растительного покрова и термического режима грунтов.
Случившийся в 1970-х годах природный пожар, приведший к просадке грунта, размытой водой из ручья. Вследствие этого интенсифицировалось оврагообразование, а затем началась деградация ледового комплекса [1].
Есть версия происхождения котловины Батагайского мегаоврага, согласно которой вблизи этого места располагался оловянный рудник, впоследствии заброшенный. В Верхоянском районе находятся месторождения олова, сурьмы, золота, серебра, вольфрама, меди, РЗЭ и др. минеральных ресурсов [6,7], активная добыча которых ведётся с 1940-х годов [8, 9]. Основание посёлка Батагай в 1939 было напрямую связано со строительством на берегу р. Яны [в 4,5 км от впадения в неё р. Батагайки) Батагайской обогатительной фабрики, которая с 1940-х годов считалась флагманом всей оловодобывающей промышленности в СССР и обрабатывала оловянную руду, добываемую на многих окрестных рудниках, вплоть до 1973 г. [9]. Заложение рудника в многолетнемёрзлых породах привело к нарушению их термического режима и началу термоэрозионной деградации.
Высота поверхности мегаоврага над уровнем моря составляет 325 м, а стенки оврага представляют собой обнажения, высота которых варьирует от 50 до 85 м [3]. Разрез стенки провала состоит из двух контрастных толщ рыхлых отложений различного состава: верхняя толща – суглинистая (всего 4 пачки), расчленённая слоистыми супесями, высокольдистая; нижняя толща – желтовато-серая мелкозернисто-песчаная, подстилаемая тёмно-серыми песками, с массивной криогенной текстурой [5]. Рыхлые отложения Батагая подстилаются коренными породами триасового возраста Ладинского яруса (песчаниками, алевролитами и конгломератами), а четвертичный чехол представлен нерасчленёнными элювиальными отложениями в виде песчаных и глинистых алевролитов со щебнем [1]. С поверхности до глубины примерно 75 м стенки оврага вскрывают три яруса ледяных жил: верхний (320-315 м абсолютной высоты, возможно, простирающийся до 290 м), средний (290-260 м) и нижний ярусы (260-245 м). Головы ледяных жил иногда залегают практически у поверхности [10], часто глубина залегания повторно-жильных льдов составляет 1,7 м [11]. Между головами ледяных жил наблюдаются разделяющие их грунтовые полигоны шириной 1,5-3 м.
Возраст верхних 10 м отложений, вскрытых стенкой Батагайского мегаоврага, по данным Ю.К. Васильчука и Дж.Ю.Васильчук [10] составляет 27-34 тысячи лет. К. Ашастиной [12] с соавторами было установлено, что верхние 20 м отложений Батагайского оврага характеризуются возрастом от 24,8 до 38,3 тысяч лет. На глубинах 14,8 м, 27,4 м и 12,8 м Ю.К.Васильчуком и др. [13] был определён радиоуглеродный возраст органики в ледяных жилах Батагайской едомы, значения которого были больше 49 998, 55 000 и 47 019 лет, соответственно.
Климат
Климат района, где расположен посёлок Батагай, относится к субарктическому климатическому поясу, в котором летом преобладают умеренные, а зимой – арктические воздушные массы [14]. Для него характерны продолжительные экстремально холодные зимы и короткие прохладные лета. На метеостанции Батагай (67,65° с.ш., 134,60° в.д., высота над уровнем моря – 214 м) в период с 1949 по 2020 среднегодовые температуры воздуха принимали значения от – 16,4 до – 11,4°С (табл. 1). Наиболее холодным месяцем в течение года является январь, средняя температура которого опускается до –50,9°С (1982 г.) (рис. 1, а) [15], а наиболее тёплым месяцем – июль, средние температуры которого за период наблюдений принимали значения около 13,0– 15,0°С с максимумом 21,9°С (2000 г.) (рис. 1, б). За последние 20 лет (2000 – 2020 гг.) среднемесячная температура воздуха в Батагае варьировала от – 50,9 до 21,9°С. Графики хода среднемесячной температуры за последние 20 лет имели однообразные формы из года в год (рис. 1, в). По данным 1989 года, сумма температур выше 0°С за год в Батагае составляет 1383°С, а сумма температуры выше 10°С = –1085°С. Положительная температура воздуха, как правило, устанавливается около 22 мая, а безморозный период продолжается в течение 109 дней. Сумма отрицательных температур в течение года составляет –6401°С, а сумма температур ниже 10°С достигает –6203°С [16].
Рис. 1. Среднеянварская (а) и среднеиюльская (б) температура воздуха в Батагае в период с 1949 по 2020 гг. и среднемесячная температура воздуха (в) в период с 2000 по 2020 гг. Примечание: разрывы линий означают отсутствие данных
Таблица 1. Средняя месячная и годовая температуря (в °С) воздуха в пос. Батагай. По данным из [17]
|
Год
|
Янв
|
Фев
|
Мар
|
Апр
|
Май
|
Июн
|
Июл
|
Авг
|
Сен
|
Окт
|
Ноя
|
Дек
|
За год
|
|
1949
|
–44,1
|
–35,7
|
–25,2
|
–8,9
|
3,1
|
12,5
|
13,9
|
10,1
|
5,4
|
–7,3
|
–36,1
|
–40,1
|
–12,7
|
|
1950
|
–44,9
|
–42,5
|
–27,5
|
–13,4
|
–1,2
|
| |
Рус
© 1998 – 2024 Nota Bene. Publishing Technologies. NB-Media Ltd.
