UDK 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
GRNTI 68.31 Сельскохозяйственная мелиорация
OKSO 35.06.01 Сельское хозяйство
OKSO 35.00.00 Сельское, лесное и рыбное хозяйство
BBK 4 СЕЛЬСКОЕ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО. СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ И ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
TBK 6 ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ. МАТЕМАТИКА
BISAC TEC003000 Agriculture / General
The article presents the results of a survey of the territory of the Altai Republic, in order to identify peat swamps and paludified soils. The general technical, agrochemical and chemical properties of peat were determined and radiocarbon dating of peat deposits The properties of peat suggest their application in agriculture for the production of organic fertilizers, biostimulants and growth substances, and can also be used in balneology and medicine. It was proposed to distribute the peat fund of the Altai Republic among trust funds with the allocation of a protected fund as a priority.
Altai Republic, expedition research, swamp-forming process, of peat deposits, agrochemical characteristics of peat
Развитие агропромышленного комплекса в значительной степени зависит от природных условий. Это в особенности важно для республики Алтай, где развитие агропромышленного комплекса является вопросом не только экономическим, но и социальным, так как большинство населения (74,2 %) проживает в сельской местности. К факторам, лимитирующим развитие земледелия Республики Алтай, можно отнести, например, низкий уровень обеспеченности минеральными и органическими удобрениями и экологически безопасными средствами защиты растений от болезней. Как отмечает А.Н. Власенко [1], почвы Республики Алтай плохо обеспечены питательными веществами, особенно азотом и фосфором. Торфяные ресурсы могут быть полезными, если использовать торф для получения стимуляторов роста и средств защиты растений, органических удобрений и другой продукции.
Причины образования болот в сибирских горах, располагающихся в центре континента, в области с сухим континентальным климатом, весьма разнообразны. На фоне пристального внимания ученых к обширным равнинным болотам, горные болота Сибири остаются не изученными, при этом являясь одними из наиболее интересных природных образований. Так, по Республике Алтай на государственном балансе числится только одно Ыныргинское месторождение с балансовыми запасами по категории А – 744 тыс. т [3].
Целью работы было обследование территории Республики Алтай (РА), выявление торфяных болот, изучение свойств торфов и определение направлений их использования.
По типам структуры вертикальной почвенной поясности, связанной с высотными уровнями и общими биоклиматическими особенностями, территория РА (Горный Алтай) подразделяется на три региона: Северный, Центральный и Юго-Восточный Алтай [6, 7]. Наибольшие площади болот сосредоточены в Северо-восточном Алтае, где выпадает большое количество осадков и значительна мощность снегового покрова при невысоких уклонах стока вод по сравнению с другими районами Горного Алтая.
Образование болот в Центральном Алтае объясняется наличием крупных межгорных впадин, занятых
в ледниковый период водными бассейнами. Небольшая заболоченность отмечается на этой же территории, где нет обширных межгорных впадин и рельеф в основном эрозионный. Основные площади болот Юго-Восточного Алтая приходятся на Чуйскую котловину, характеризующуюся наличием водонепроницаемого вечномерзлого грунта. В низкогорной части РА преобладают отложения аллювиального, субаэрально-аквального и склонового комплекса осадков, в среднегорной части территории – склоновые осадки, а в высокогорье, наряду с аллювиальными и склоновыми отложениями, имеют распространение осадки ледникового комплекса. И, конечно же, нельзя не отметить вечномерзлые породы, которые характерны для южной части территории РА.
Островная мерзлота встречается и в Центральном Алтае.
Наибольший интерес с точки зрения современного болотообразования вызывают гидрогеологические условия первых от поверхности горизонтов надмерзлотных грунтовых вод, в частности, воды деятельного слоя. Деятельный, или слой сезонного промерзания (весной оттаивает, зимой замерзает и сливается с вечной мерзлотой), может быть мощностью от нескольких сантиметров до 0,3…5 м [5]. Сезонно промерзающие надмерзлотные воды представляют собой верховодку, образующуюся в пределах деятельного слоя.
Воды деятельного слоя, например, в пределах Чуйской впадины, распространены спорадически и приурочены к слою сезонного оттаивания, который существует с апреля (начало оттаивания) по октябрь (начало промерзания). Воды деятельного слоя имеют сложный переменный режим фильтрации, обусловленный практически полным промерзанием пород деятельного слоя в зимний период года. Если в летний период времени воды деятельного слоя безнапорные, с глубиной залегания 0,3…3,5 м, то в зимний период по мере промерзания они приобретают криогенный напор. Надмерзлотные воды, кроме того, имеют распространение на участках интенсивного водообмена между поверхностными и подземными водами – руслами рек, речными долинами, пойменными и надпойменными террасами, в пределах которых развиты подрусловые и прирусловые несквозные талики.
Объекты и методы исследования. На территории Северного, Центрального и Юго-Восточного Алтая нами проведены экспедиции по изучению торфяных болот с отбором образцов торфов через каждые 25 см в местах наибольшей глубины залежи торфяным буром ТБГ-1 и последующим их анализом (рисунок). Работы проводились с использованием маршрутно-поисковых, рекогносцировочных и детальных методов. Запасы торфа подсчитаны на 40 % влажность. Экспедиционные исследования позволили выявить и описать до 48 новых болот и заболоченностей.
В торфах проведены следующие анализы: ботанический состав, степень разложения (ГОСТ 28245.2–89), зольность (ГОСТ 11306–83), pH солевой вытяжки (ГОСТ 11623–89), гидролитическая кислотность (ГОСТ 27894.1–88), сумма поглощенных оснований по методу Каппена-Гильковица, общий азот, подвижные соединения фосфора (ГОСТ 27894.3.88,
ГОСТ 27894.6–88) и калия (ГОСТ 26718–85). Групповой состав органического вещества торфов определен по методу Инсторфа [6]. Радиоуглеродное датирование придонного слоя торфяных залежей выполнялось на радиоуглеродной установке QUANTULUS-1220 (бензольно-сцинтилляционный вариант) в лаборатории геологии и палеоклиматологии кайнозоя Института геологии и минералогии СО РАН (г. Новосибирск).
Результаты и обсуждение. Северный Алтай. Болота на этой территории различаются между собой по способу образования и условиям развития болотообразовательного процесса. Только на этой территории, кроме низинных болот, нами были встречены переходные болота. Это Кутюшское, Тогунское, Садринское и Ыныргинское болота. В целом же на территории РА преобладают болота низинного типа. Следует отметить, как правило, высокую зольность и степень разложения торфов низинных болот (табл. 1). На территории Республики Алтай история развития современных болот насчитывает не более 8…10 тыс. лет. Полученные радиоуглеродные датировки придонных образцов торфа исследуемых болот показывают, что активное формирование первичных очагов торфонакопления началось в конце бореального и начале суббореального периода.
В отдельных наиболее благоприятных условиях, например, в межгорных депрессиях, болотообразовательный процесс часто имеет значительные масштабы, благодаря чему размеры болот и мощность торфяной залежи становятся сравнимыми с таковыми для равнинных болот (например, болото Турочакское (см. табл. 1)). Это болото является наиболее древним, его возраст достигает 7060 ± 90 лет (СОАН 8034) и мощность торфяной залежи составляет 7 м, включая лимногенные органоминеральные отложения мощностью до 2,5 м. Подстилающие породы – суглинки и глины.
Болото, занимая площадь 119 га, имеет высокие запасы торфа – 849 тыс. т [5]. Растительность болота характеризуется древесно-осоковым фитоценозом. Как уже отмечалось, очень небольшое количество болот в РА имеет смешанное атмосферно-грунтовое питание и может быть отнесено к классу переходных болот, например, болото Кутюшское, площадью 850 га располагается в узких сильно вытянутых долинах малых речек Большой Кутюш, Малый Кутюш, Сии и относится к долинному типу. Подсчитанные ресурсы торфа составили 272 тыс. т. Глубина торфяной залежи средняя – 1,4 м, с экстремальными значениями 0,3…2,1 м.
Центральный Алтай. Образование болот в Центральном Алтае объясняется наличием крупных межгорных впадин, занятых в ледниковый период водными бассейнами. Исследования позволили выявить особенности формирования торфяной залежи болот, которые заключаются в наполненности торфов кластическим материалом, поэтому отмечается их высокая зольность по всему профилю. Мощность торфяных залежей может быть от 0,2 до 3,1 м. Зольность низинных торфов характеризуется широкой вариабельностью (от 9,7 до 46,6 %). Так высокая зольность торфов болот Абайское и Соузар объясняется их расположением в Абайской котловине и в долине реки Соузар, вследствие обогащения торфов зольными компонентами за счет вторичных эрозионных сносов с окружающих возвышенностей.
Тюгурюкское болото располагается на высоте 1480…1560 м над уровнем моря и представляет собой долинную озерно-болотную систему, располагающуюся в Тюгурюкской межгорной котловине в северной части Теректинского хребта (Центральный Алтай). Это самое большое болото в Горном Алтае, которое обязано своим существованием не только барьерному эффекту Теректинского хребта, перехватывающего осадки, но и температурным инверсиям. Над днищем обширной горной котловины скапливается холодный воздух, определяющий не только низкую испаряемость, но и промерзание торфяной толщи, мерзлые слои которой не пропускают влагу. Тюгурюкское болото площадью 87,5 км2, датируется возрастом 430 ± 55 лет (СОАН 8036) и характеризуется скоростью торфонакопления в голоцене 1,06…0,83 мм/год.
Юго-Восточный Алтай. Юго-Восточный Алтай в силу своего положения испытывает наибольшее влияние Центральной Азии, поэтому климат его является наиболее континентальным. Чаще всего горные торфяники возникают вокруг горных озер и постепенно заполняют всю озерную котловину, так что о бывшем в ней когда-то озере свидетельствуют только водно-озерные отложения, подстилающие торфяную залежь.
Залежи таких торфяников относятся к низинному типу, а иногда к переходному и верховому. Эти торфяники маломощны и сложены низинными тростниковым, осоковым, гипновым и иногда древесным торфами, часто с включениями минеральных прослоев.
Возраст болот, например, Сас, составляет 1100 ± 65 лет (СОАН 8040), зольность низинных торфов характеризуется широкой вариабельностью (от 6,6 до 46,5 %) с преобладанием высоких значений.
Отличительной особенностью торфов РА от торфов аналогичных типов, например, на территории Западно-Сибирской равнины является широкая амплитуда степени разложения, зольности, менее кислая pH и, соответственно, более высокие значения суммы поглощенных оснований [8]. Среднее содержание общего азота в торфах исследованных болот Алтая составляет 1,3…3 %. Минимальное содержание азота (1 %) обнаружено в низинном торфе болота Соузар (табл. 2).
Еще одной отличительной особенностью низинных торфов является высокое содержание гумусовых кислот. В среднем содержание гуминовых кислот составляет 46,8 %, и достигает максимальных значений 56–58 %, что значительно выше по сравнению с западносибирскими (34,7 %) и европейскими (40 %) торфами [7]. Содержание фульвокислот в низинных торфах горных болот изменяется от 5,8 до 14,6 %, что на 4,5…1,8 % меньше, чем в торфах Западной Сибири; в переходных – 13,6…20,7 %. В переходных торфах содержание фульвокислот достигает 16,3 %, что близко к показателям в торфах Западной Сибири.
В низинных торфах РА отмечается высокое содержание подвижных соединений фосфора, среднее содержание которых достигает 173,3 мг/100 г. Максимальное их количество отмечается в торфах Центрального Алтая – 462,5 мг/100 г. В переходных торфах содержание Р2О5 более низкое – 65,1 мг/100 г.
|
Название болота (координаты точек отбора) |
Геоморфологическое положение |
Мощность торфяной залежи, м |
Виды торфа в торфяной залежи (сверху вниз), тип залежи |
Степень разложения (верх-низ), % |
Экстремальные значения зольности, % |
Возраст, лет назад |
|
Северный Алтай |
||||||
|
Турочакское (52°13′ СШ, 87°06′ ВД)
|
присклоновое
|
6,5
|
древесно-осоковый - травяной, Н |
20-60
|
19,7-38,0
|
7060± 90 (СОАН 8034) |
|
Кутюшское (52°18′ СШ, 87°15′ ВД)
|
долинное |
2,0 |
магелланикум, балтикум, шейхцериево-осоковый, П |
5-40 |
2,8-8,3
|
- |
|
Баланак (52°02′ СШ, 87°08′ ВД)
|
присклоновое |
4,7 |
осоковый, Н |
15-40 |
23,0-44,6 |
- |
|
Чойское (52°02′ СШ),
|
долинное |
1,8 |
осоковый, травяной, осоково-папоротниковый, Н |
40-50
|
33,1-44,1
|
- |
|
Ыныргинское (52°18′ СШ, 87°15′ ВД)
|
долинное |
1,5 |
фускум, осоковый, папоротниковый, П |
10-30 |
4,8-27,7 |
2215±140 (СОАН-8037) |
|
Центральный Алтай |
||||||
|
Абайское (50°24′ СШ, 85°02′ ВД) |
котловинное |
0,4 |
Осоковый, Н |
47,0 |
13,2-46,6 |
- |
|
Соузар (50°38′ СШ, 85°18′ ВД) |
котловинное |
0,2 |
очес |
- |
12,2-46,1 |
520± 45 (СОАН-8034) |
|
Тюгурюк (50°38′ СШ, 85°19′ ВД) |
котловинное |
0,4 |
осоковый, Н |
50 |
20,8-42,1 |
430±55 (СОАН-8036) |
|
Долина р. Онулу (50°38′ СШ, 88°03′ ВД) |
долинное |
0,3 |
сфагновый, осоковый, древесно-осоковый, Н |
25-35 |
17,3-34,1 |
905±45 (СОАН-8039) |
|
Кара-Кобек « – » |
склоновое |
0,5 |
комплексно-верховой, П |
8-10 |
4,1-10,9 |
- |
|
Айгулакское « – » |
котловинное |
3,1 |
осоковый, древесно-осоковый, древесно-гипновый, Н |
10-55
|
9,7-26,3
|
- |
|
Юго-Восточный Алтай |
||||||
|
Сас (50°02′ СШ, 89°01′ ВД) |
долинное |
0,2 |
- |
- |
36,0-46,5 |
1100±65 (СОАН-8040) |
|
Южно-Чуйское (49°41′ СШ, 87°33′ ВД) |
вогнуто-склоновое |
1,8 |
осоковый, древесно- осоковый, Н |
15-45 |
6,4-29,0 |
- |
Содержание подвижных соединений калия в торфах переходных болот РА в средних значениях изменяется в пределах 22,5…118,8 мг/100 г. Более высокое содержание К2О обнаружено в переходном торфе Айгулакского болотного массива – 233 мг/100 г. Подвижных соединений калия в низинных торфах содержится в 2 раза меньше, чем в переходных. Надо полагать, высокое содержание подвижных соединений в торфах переходного и, в особенности, низинного типов на территории РА объясняется химическим составом подстилающих пород и подпиткой минерализованными водами с окружающих гор.
|
Тип торфа
|
Пределы степени разложения, (R), средняя зольность, (Aср), % |
Обменная кислотность (pHKCl) |
Гидролитическая кислотность |
Сумма поглощенных оснований |
Общий азот, % |
Гуминовые кислоты |
Фульвовые кислоты |
Подвижные соединения, мг/100 г
|
||
|
мг-экв /100 г |
% на органическое вещество торфа |
Р2О5
|
К2О |
|||||||
|
Северный Алтай |
||||||||||
|
П
|
R 5-45; Aср 10,3 |
4,1 |
55,2 |
176,8 |
3,0 |
32,7
|
14,7
|
5-24,0 11,4 |
6,0-98,0 24,4 |
|
|
Н
|
R 15-65; Aср 30,5 |
4,5-6,5 5,7 |
41,1-85,4 58,2 |
64,8-88,6 77,4 |
2,6-3,2 2,9 |
46,8
|
12,7
|
53,0 -153,3 96,5 |
17,1-42,9 31,4 |
|
|
Центральный Алтай |
||||||||||
|
П
|
R 5-10; Aср 9,2 |
2,6-6,3 5,0 |
2,6-3,6 3,0 |
40,4-142,8 79,6 |
0,6-2,1 1,3 |
11,7 |
20,7 |
40,0-325,0 145,6 |
29,8-233,0 118,8 |
|
|
Н
|
R 10-55; Aср 44,6 |
5,2-7,5 6,5 |
0-4,6 2,1 |
17,1-864,5 243,2 |
0,8- 2,6 1,9 |
21,8
|
14,6
|
27,5-462,5 254,8 |
5,1-35,8 22,5 |
|
|
Юго-Восточный Алтай |
||||||||||
|
П |
R 15-40; Aср 13,5 |
4,3-5,6 4,8 |
5,7-7,0 6,4 |
15,3-38,4 29,1 |
2,3-2,9 2,6 |
13,0
|
13,6
|
10-100,0 38,2 |
14,6-46,8 27,8 |
|
|
Н |
R 45-60; Aср 53 |
7,2-7,7 7,5 |
0-1,7 0,6 |
20,4-598,5 285,5 |
1-1,7 1,3 |
12,9
|
5,8
|
110-322,5 168,5 |
17,2-76,0 36,2 |
|
Таблица 2. Агрохимическая характеристика торфов (в числителе – пределы значений, в знаменателе – среднее значение)
Свойства торфов РА предполагают их самое широкое применение: в сельском хозяйстве. Например, запасов торфа в болоте Турочак хватит для производства удобрений на 100 лет при условии внесения 20 т на 4700 га пашни Турочакского района. В случае использования данного торфа для получения биологических стимуляторов роста, препаратов для ветеринарии этих запасов хватит на многие сотни лет. Возможно использование болотных образований, в том числе и подстилающих торфяную залежь сапропелей в медицине (санаторно-курортное направление туризма, восстановительная медицина; биофармацевтическое направление) и др. Такие месторождения указаны геологами в Турочакском районе. Общая их площадь составляет 408 га, объем сапропелей – 5869 тыс. м3 [7].
Гумусированные глины, например, были обнаружены в Карагушском болоте, его залежи характеризуются высоким содержанием гуминовых кислот. Поэтому болотные образования на территории РА – очень заманчивая перспектива для инновационных вложений.
Кроме того, среди торфяных залежей встречаются вивианитовые и карбонатные торфа, что позволяет использовать их в качестве удобрений.
Заключение. Большинство болот Республики Алтай относится к низинному типу, характеризующимся грунтовым питанием. Небольшое количество болот имеет смешанное атмосферно-грунтовое питание и может быть отнесено к типу переходных болот.
Процесс болотообразования интенсивно продолжается в современный период. Так, Тюгурюкское болото имеет скорость торфонакопления 1,06…0,83 мм/ год. Мощность торфяных залежей колеблется в пределах 0,3…3,4 м. Несмотря на похожий механизм формирования залежи, торфяные болота исключительно разнообразны и поэтому к каждому болоту необходим индивидуальный подход при мелиорации и добыче торфа.
Россия стоит перед необходимостью усиления территориального аспекта в управлении хозяйством, когда каждый регион страны, будь то область, край, республика является основой решения социально-экономических проблем общества. Запасы сапропелей, мергелей и торфов Горного Алтая относятся к ценным природным ресурсам и могут помочь региону в социальном аспекте. Одновременно болота выполняют ряд экологических функций: гидрологическую, климатологическую, являются местом индивидуальной флоры и фауны и др. И, конечно же, первоначально из всего фонда болот прежде необходимо выделить охраняемый фонд, в который войдут болота, имеющие большое значение для поддержания равновесия в экосистемах Горного Алтая. Так, в этот фонд следует отнести, например, Кутюшское болото, расположенное в Турочакском районе.
1. Vlasenko A.N. Scientific bases of intensification of agriculture of the Altai Republic. Strategy of sustainable development of agriculture of the Altai Republic // Materials of the general meeting and scientific session of the SB RASKHN. Novosibirsk, 2003. P. 52-58.
2. Technical analysis of peat / E.T. Bazin, V.D. Kopenkin, V.I. Kosov et al; under the general ed. E.T. Bazin. M.: Nedra, 1992. 431 p.
3. The State balance of mineral reserves of the Russian Federation. Peat. Summary data, M., 2016. 216 p.
4. Inisheva L.I. Agrochemical structure of Siberian peat and their rational use // D.N. Pryanishnikov and the development of agrochemistry in Siberia: materials of the scientific conference on agrochemistry (Ulan-Ude, July 30 - August 2, 2002). Novosibirsk, 2003. P. 35-47.
5. Peat bogs of the north-eastern part of the territory of the Altai Mountains / L.I. Inisheva, M.V. Shurova, G.V. Larina, I.R. Khmeleva, N.G. Inishev; ed. V.N. Korzhnev // News of the Biysk Branch of the Russian Geographical Society. Biysk: AGAO named after V.M. Shukshin, 2011. Issue 32. P. 59-65.
6. Soils of the Gorno-Altai Autonomous Region / Edited by R.V. Kovalev. Novosibirsk: Nauka, 1973. 352 p.
7. Slyadnev A.P. Klimaticheskoe rayonirovanie yugo-vostoka Zapadno-Sibirskoy ravniny v svyazi s rayonirovaniem Zapadnoy Sibiri // Sib. geogr. sb. 1964. № 3. S. 28-39.
8. Shinkeeva N.A., Maslov S.G., Arhipov V.S. Harakteristika gruppovogo sostava organicheskogo veschestva otdel'nyh reprezentativnyh torfov taezhnoy zony Zapadnoy Sibiri // Vestnik TGPU. 2009. Vyp. 3 (81). S. 116-119.
