книги2 / _2020

Over the past nine years, there has been a decrease in the volume of recycled and consistently used water by 270 million cubic meters (Fig. 2). The reduction of this water consumption in the Bashkortostan Republic occurred both due to a decrease in the volume of household and drinking water use, and due to a decrease in water consumption for production needs.

5400

5200

5000

4800

4600

4400 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Figure 2 – Amount of circulating and successively used water, mln cubic m.

Atmospheric air is one of the main components of nature, which determines the conditions of human life. The qualitative state of the atmosphere depends on the chemical state, mass, emission sources, as well as weather conditions, dispersion of harmful substances, the underlying surface. The state of the atmospheric air directly affects the state of human health and the occurrence of occupational diseases. For the period 2010 - 2018 in the republic there is an increase in emissions of pollutants into the atmospheric air from stationary sources per 1000 population (Fig. 3). This fact can be associated with an insufficient number of air protection measures, the need for technical re-equipment, replacement, reconstruction of gas and aerosol collection units, re-equipment of heat supply systems and other measures.

500

450

400

350 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Figure 3 – Discharge of polluting substances into atmospheric air from stationary sources, tons per 1 000 of population

Forests are an important self-renewable natural resource of the country that meets the needs of society, the forest industry, and performs the most important environmental and environmental protection functions. During the study period in the republic, this indicator was stable and remained at the level of 39.9%. The area of forests increased during the study period by 4.3 thousand hectares (Fig. 4). The Bashkortostan Republic is one of the most important logging regions in Russia; therefore, it is natural that it is here that significant costs are made for reforestation. Recently, there has been a decrease in the areas of coniferous forests, which is associated with intensive felling of spruce forests, pine forests, and fir forests and the replacement of these forests with unproductive deciduous species (birch, aspen and linden). Such processes of succession are typical for places with intensive industrial felling and burnt areas after fires. The main reasons for the change from coniferous forests to larch forests are irrational forest management, poor maintenance of the cutting area, changing growing conditions, etc.

20

15

10

5

0 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Figure 4 – Reforestation, thousand ha

Another important indicator for calculating the integral coefficient of sustainability of the development of a region is the state of health of the population, which depends on many factors: the state of the natural environment, the genetic component, the human lifestyle, nutrition, the state of development of medicine, etc. Atmospheric air, natural waters are the most important parts of the human environment, the level of pollution of which depends on the sources of emissions

231

(discharges), indicators of the spread of impurities, meteorological conditions, etc. The overall incidence of the population decreased by 1.1 times in 2018, compared with 2010 (Fig. 5).

900

880

860

840

820

800 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Figure 5 – Morbidity per 1000 of population

The environmental sustainability index for 2010-2018 ranged from 0.502 to 0.594, which corresponds to сlose to sustainable development (Fig. 6).

Figure 6 – Index of ecological sustainability

Работа подготовлена за счет финансового обеспечения выполнения государственного задания ГАНУ «Институт стратегических исследований Республики Башкортостан» на 2020 год (руководитель темы – Я.Т. Суюндуков).

References:

1.Levina E. I. The concept of "sustainable development". Basic provisions of the concept // Bulletin of the Tambov University. Series Humanities. 2009. V.11, pp. 113-119. (in Russ.)

2.Hamilton K. Wealth, welfare and sustainability: Advances in measuring sustainable development, К. Hamilton, G. Atkinson, Northampton, Edward Elgar, 2006, 214 р.

3.Uskova T. V. Managing the sustainable development of a region, Vologda, ISERT RAN, 2009, 355 p.

(in Russ.)

4.Regions of Russia. 2019. - Moscow: Rosstat, 2020. (in Russ.)

5.Valeeva R.R., Patrakova G.R. The influence of the ecological situation of the territory on the sustainable development of the region (on the example of the Volga Federal District) // Actual problems of economics and law. 2019.Vol. 13, No. 2, pp. 1140–1161. DOI: http://dx.doi.org/10.21202/1993-047X.13.2019.2.1140-1161(in Russ.)

Сведения об авторе

Семенова Ирина Николаевна, доктор биологических наук, в.н.с., Сибайский филиал ГАНУ ИСИРБ,

г.Сибай, ул. Кутузова, 1, тел. [phone], e-mail: [e-mail].

Authors' personal details

Semenova Irina Nikolaevna, Dr. of Biological Sciences, Leading Researcher, Sibay branch Institute for Strategic Research of the Bashkortostan Republic, Sibay, st. Kutuzova, 1,tel. [phone], e-mail: [e-mail].

© Семенова И.Н., 2020

УДК 574.64+614.31+639.2

Семенова И.Н., Цуркан Г.В.

Semenova I.N., Tsurkan G.V.

Институт стратегических исследований Республики Башкортостан, Сибайский филиал

Institute for Strategic Studies of the Bashkortostan Republic, Sibay branch, Sibay, Russia

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Башкирский государственный университет», Сибайский филиал, Сибай, Россия

Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education «Bashkir State University», Sibay branch,

Sibay, Russia

232

БИОАККУМУЛЯЦИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ТКАНЯХ РЫБ РЕК УРАЛ И ХУДОЛАЗ (ЧЕЛЯБИНСКАЯ ОБЛАСТЬ)

BIOACCUMULATION OF HEAVY METALS IN FISH TISSUES OF THE URAL AND KHUDOLAZ RIVERS

(CHELYABINSK REGION)

Аннотация. В статье приведены данные о содержании тяжелых металлов в тканях Carassius carassius на территории Челябинской области в реках Урал и Худолаз. Выявлен повышенный уровень цинка, кадмия, в некоторых пробах – свинца.

Summary. The article provides data on the content of heavy metals in the tissues of Carassius carassius on the territory of the Chelyabinsk region in the Ural and Khudolaz rivers. An increased level of zinc, cadmium, and in some samples - lead was revealed.

Ключевые слова: тяжелые металлы, реки, Carassius carassius

Keywords: heavy metals, rivers, Carassius carassius

Территория Южного Урала характеризуется большим количеством водоёмов различного геологического характера, что связано с генезисом и структурой древнейших в мире Уральских гор. Данный регион характеризуется наличием многочисленных месторождений полиметаллических руд, разработка которых в течение длительного времени сопровождалась техногенным загрязнением окружающей среды, в том числе водоемов.

Опасными загрязнителями окружающей среды территорий размещения горнорудных предприятий являются тяжелые металлы. Токсиканты попадают в воду в результате деятельности ряда таких производств. Далее по трофическим цепям они аккумулируются в живых организмах, что может отразиться на качестве продукции и на состоянии здоровья человека.

Учитывая интенсификацию промышленного производства, проблема ведения рыбоводства в индустриальных регионах для получения экологически безопасной продукции актуальна в мировой практике.

Оценку степени загрязнения водоемов тяжелыми металлами и другими токсикантами можно проводить методами биоиндикации. В качестве тест-объекта можно использовать характерных представителей того иного водоема, в частности рыб. Рыбы, находятся в конце водной трофической цепи и могут аккумулировать опасные вещества, передавая их человеку[1]. Интенсивность накопления тяжелых металлов рыбами зависит от ряда факторов: концентрации металла в воде, длительность пребывания рыбы в данном водоеме, времени года, температуры воды, концентрации кислорода, солености и др. Также этот показатель зависит от вида рыб. Кроме того, уровень аккумуляции токсикантов в различных органах рыб отличается[2].

Целью нашего исследования была оценка биоаккумуляции тяжелых металлов (Fe, Zn, Cu, Pb) в тканях и органах Carassius carassius рек Урал и Худолаз.

Исследования были проведены на территории Челябинской области. Пробные площадки располагались следующим образом: 1 – Урал (1 км до впадения р.Худолаз в р.Урал); 2 – Худолаз (1 км до впадения р.Худолаз в р.Урал); 3 – слияние р.Урал и р.Худолаз; 4 – 1 км после слияния. Отбор проб биоматериала проводили в августе 2020 г.

Для характеристики уровня содержания тяжелых металлов в тканях и органах рыб полученные концентрации сравнивали с нормативами (СанПиН 2.3.2. 560-96; СанПиН 2.3.2.1078-01) – «Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов».

Результаты исследования накопления тяжелых металлов в органах и тканях C. carassius представлены в таблице 1.

Таблица 1. Содержание тяжелых металлов в органах и тканях C. carassius рек Урал и Худолаз, мг/кг

№	пробной	Cu	Zn	Pb	Cd
площадки
1		4,48	238	1,25	5,12
2		4,75	257	0,75	8,40
3		2,47	243	<0,02	5,15
4		4,48	238	<0,02	7,22
ПДК		10,0	40,0	1,0	0,2

Полученные результаты свидетельствуют о повышенном содержании в органах и тканях рыб всех пробных площадок: цинка (до 6,4 ПДК), кадмия (до 42,0 ПДК), в водах реки Урал – свинца (1,25 ПДК) и требуют разработки и проведения природоохранительных мероприятий.

Основным источником поступления изученных тяжелых металлов в природные воды являются предприятия горнорудной промышленности и цветной металлургии, а также повышенный геохимический фон.

Работа подготовлена за счет финансового обеспечения выполнения государственного задания ГАНУ «Институт стратегических исследований Республики Башкортостан» на 2020 год (руководитель темы – Я.Т. Суюндуков).

Библиографический список

1. Моисеенко Т.И., Кудряшова Л.П., Гашкина Н.А. Рассеянные элементы в поверхностных водах суши: технофильность, биоаккумуляция, экотоксикология // Ин-т водных проблем РАН. - М.: Наука, 2007. - С.

122-246.

233

1. Содержание и особенности распределения тяжелых металлов в органах и тканях рыб Верхней Оби // Известия Алтайского государственного университета. -2007. -№ 3. -С. 20-22.

Сведения об авторах Семенова Ирина Николаевна, доктор биологических наук, профессор кафедры естественных наук,

Сибайский филиал ФГБОУ ВО Башкирский государственный университет, г. Сибай, ул. Белова, 21; тел. 8 (347)

7752246, e-mail: [e-mail].

Цуркан Георгий Викторович, студент, Сибайский филиал ФГБОУ ВО Башкирский государственный университет, г. Сибай, ул. Белова, 21

Authors' personal details

Semenova Irina Nikolaevna, Dr. of Biological Sciences, professor, Sibay branch of Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education Bashkir State University Sibay, st. Belova, 21; tel. [phone], e- mail: [e-mail].

Tsurkan Georgiy Viktorovich, student, Sibay branch of Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education Bashkir State University Sibay, st. Belova, 21

	© Семенова И.Н., Цуркан Г.В., 2020
УДК 631.46	Собина А.С., Бакаева Ю.С.
	Sobina A.S., Bakaeva Y.S.

Южный федеральный университет, Академия Биологии и Биотехнологии им. Д.И. Ивановского, Ростов-на-Дону, Россия

Southern Federal University, Academy of Biology and Biotechnology named afterD.I. Ivanovsky, Rostov-on-Don, Russia

СОДЕРЖАНИЕ ГУМУСА В ПОЧВАХ ФИТОЦЕНОЗОВ БОТАНИЧЕСКОГО САДА ЮЖНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА

HUMUS CONTENT IN SOILS OF PHYTOCOENOSIS OF THE BOTANICAL GARDEN OF THE

SOUTHERN FEDERAL UNIVERSITY

Аннотация. Исследовано содержание гумуса в почвах территории Ботанического сада Южного федерального университета. Было исследовано 6 опытных площадок, различающихся по типу произрастающей на них растительности. Выявлены причинно-следственные связи между содержанием гумуса в почве и характером растительности. В дерновом горизонте почв зональных травянистых экосистем содержание гумуса составило 7,3%, что существенно выше, чем в почвах с постоянной обработкой. Максимальное содержание выявлено в верхнем слое (0-10см) чернозема парковой зоны.

Summary. The content of humus in soils on the territory of the Southern Federal University Botanical Garden was studied. 6 experimental sites were studied, which differ in the type of vegetation growing on them. Causal relations between the content of humus in the soil and the nature of vegetation were revealed. In the sod horizon of soils of zonal herbaceous ecosystems the humus content was 7.3% that is significantly higher than in soils with permanent cultivation. Maximum content was found in the upper layer (0-10 cm) of black soil of the park zone.

Ключевые слова: гумус,чернозём, экосистемы.

Keywords: humus, chernozem, ecosystems.

Исследование биологических свойств почв является неотъемлемой частью в процессе оценки экологического состояния наземных экосистем. Главным свойством почвенного покрова является его плодородие. Важнейшим показателем количественной оценки плодородия является гумусовое состояние почв [1,2]. Органическое вещество, его качественные и количественные характеристики, определяют условия роста и развития растений, уровень биологической активности, формирование благоприятных физических и химических свойств, доступность микроэлементов и иммобилизацию пестицидов и их метаболитов [3]. Содержание гумуса, его состав и свойства гуминовых веществ являются важным признаком, определяющим устойчивость почв к антропогенному воздействию. Основной источник органического углерода – растительность. От её типа зависит мощность подстилки, распределение гумуса в почвенной толще и его содержание в поверхностном слое покрова. В связи с этим, вызывают интерес участки Ботанического сада ЮФУ, представляющие собой разнообразные фитоценозы: широколиственная и хвойная посадки, постагрогенные территории (залежи) разного возраста, а также участки, подвергающиеся регулярной сельскохозяйственно.

Цель исследования –определение содержания общего органического углерода (гумуса) в почвах Ботанического сада при разном землепользовании.

Объекты и методы исследования

В дендрологическом питомнике Ботанического сада находится коллекция хвойных деревьев 40-45-летнего возраста. Для определения содержания органического углерода нами был выбран участок с елью европейской. При выборе исследования влияния хвойного фитоценоза на гумусовое состояние мы опирались на исследования прошлых лет, проводившиеся на территории данного участка [7].Рядом с дендрарием нами исследована пахотная территория, на которой регулярно проводится плантажная (глубокая) обработка почвы. Другие три участка находятся на территории ботанического сада: участки №1 (молодая 4-летняя залежь), №2 (пахотная территория, поддерживаемая в состоянии чёрного пара), №3 (участок широколиственного парка 80-летнего возраста. Флористический состав представлен, в основном, кленовыми породами, также присутствует ясень

234

обыкновенный и гледичия. Опад покрывает 85-90% поверхности). В качестве контрольного участка была выбрана территория, являющаяся частью экспозиции «Приазовская степь»: участок старовозрастной залежи, находящийся на типчаковой стадии зацелинения. Данный участок является примером типичной степной растительности, характерной для данного региона.

Почва на всех исследованных участках – чернозем обыкновенный (североприазовский) карбонатный среднемощный тяжелосуглинистый [2] или чернозем миграционно-сегрегационный по Классификации почв России [5] или Haplic Chernozem (Loamic) по WRB. Почвы Ботанического сада ЮФУ значительно различаются по уровню биологической активности в зависимости от типа землепользования[4,6].

Полевые исследования и отбор почвенных образцов проводили в сентябре 2020 года. На каждом участке было отобрано по 3 опытных образца почвы с глубины 0-10 см. В лабораторных условиях исследования проводились в 3-х кратной повторности. Содержание гумуса определяли по методу Тюрина в модификации Никитина [3].

Результаты исследования

Исследования показали значительные различия в содержании органического углерода в поверхностном слое почв (табл.).Максимальное значение отмечено на участке широколиственной посадки: опад здесь представлен листьями и корой, которые создают мощную подстилку из органических соединений, в последствии разлагающуюся и образующую гумусовые вещества. Данная площадка является единственной, на которой отмечено превышение содержания гумуса относительно контроля. Минимальные значения обнаружены на участках №2 и №5. Под хвойными породами, находящимися в нетипичных условиях произрастания, не формируется достаточно опада, в связи с этим содержание гумусовых веществ значительно снижается. На участке №2 вовсе отсутствует источник для образования органического углерода, поэтому снижение его содержания на данной опытной площадке является следствием регулярных вспашек. Достаточно спорными оказались показатели с участка пашни питомника: в исследуемые почвы не вносятся дополнительные органические удобрения, которые могли бы поспособствовать повышению уровня общего углерода. Данный участок требует дальнейшего наблюдения и проведения на нём ряда дополнительных анализов.

			Таблица
	Содержание гумуса в верхнем слое (0-10см) почв Ботанического сада
№ п/п	Участок	Содержание гумуса, M±m	% от старой залежи
1	Молодая залежь	4,3±0,2	59
2	Пашня	3,6±0,1	49
3	Парк, широколиственныедеревья	9,2±0,4	126
4	Старая залежь	7,3±0,2	100
5	Дендрарий, ельник	3,5±0,1	48
6	Пашня питомника	6,4±0,4	88

По результатам проведённого исследования можно сделать следующий вывод: Интродуцированные хвойные породы приводят к значительному снижению гумуса в поверхностном слое, что существенно снижает плодородие почв. Опад широколиственныхпород и мортмасса травянистой растительности способствуют большему образованию гумусовых веществ.

Исследование выполнено при поддержке гранта Президента Российской Федерации для ведущих научных школ (НШ-9072.2016.11).

Библиографическийсписок

18.Вальков В.Ф., Елисеева Н.В., Имгрунт И.И., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Справочник по оценке почв. – Майкоп: ГУРИПП «Адыгея», 2004. – 236с.

19.Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Почвы Юга России. Ростов-на-Дону: Изд-во Эверест, 2008. 276 с.

20.Казеев К.Ш., Колесников С.И., Акименко Ю. В., Даденко Е. В. Методы диагностики наземных экосистем. Ростов-на-Дону. Изд-во ЮФУ, 2016. 356 с.

21.Казеев К.Ш., Трушков А.В., Одабашян М.Ю., Колесников С.И. Постагрогенное изменение ферментативной активности и содержания органического углерода чернозема в первые 3 года залежного режима

//Почвоведение. 2020. № 7. С. 901–910.

22.Классификация почв России. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева РАСХН, 2000. 325 с.

23.Мясникова М.А., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Влияние возраста залежей на биологические свойства постагрогенных почв Ростовской области. Ростов-на-Дону: Изд-во Южного федерального университета, 2015. 130 с.

24.Собина А.С., Мясникова М.А., Казеев К.Ш. Актуальные вопросы экологии и природопользования: сборник материалов. Ростов-на-Дону; Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2019. 262 с.

Сведения об авторах

1.Собина Анастасия Сергеевна, ученица 10-го класса, Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Школа №60», Россия, г. Ростов-на-Дону, пр-т. Коммунистический, 42/4, e- mail: [e-mail]

2.Бакаева Юлия Сергеевна, студентка, Южный федеральный университет, Академия биологии и биотехнологии им. Ивановского, Россия, г. Ростов-на-Дону, пр-т. Стачки, 194/1, e-mail: [e-mail]

235

Authors' personaldetails

1.Sobina Anastasia Sergeevna, student of the 10th grade, Municipal budgetary educational institution "School No. 60", Russia, Rostov-on-Don, Kommunistichesky avenue, 42/2, e-mail: [e-mail]

2.Bakaeva Yuliya Sergeevna, student, Southern Federal University, Academy of Biology and Biotechnology named after D.I. Ivanovsky, Russia, Rostov-on-Don, Strikes avenue, 94/1, e-mail: [e-mail]

©Собина А.С., Бакаева Ю.С., 2020

УДК 631.474

Степанова М.В., Добрянская С.Л.

Stepanova M.V., Dobryanskaya S.L.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский государственный аграрный университет», Новосибирск, Россия

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Novosibirsk State Agrarian University»,

Novosibirsk, Russia

ПЕРСПЕКТИВЫ РЕКУЛЬТИВАЦИИ В НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ (НА ПРИМЕРЕ ТЭЦ-5 Г. НОВОСИБИРСК)

PROSPECTS FOR RECULTIVATION IN THE NOVOSIBIRSK REGION (ON THE EXAMPLE OF CTPS-5 IN

NOVOSIBIRSK)

Аннотация. В данной статье представлен результат полевого и аналитического исследования техногенного ландшафта отработанного золоотвала ТЭЦ-5 г. Новосибирска. Выявлено, что темпы самовосстановления в формирующихся эмбриозёмах в значительной степени замедленны по причине неблагоприятных агрохимических показателей и неоднородности гранулометрического состава. Комплексные исследования техногенно-нарушенных ландшафтов повышает перспективность проведения рекультивации в Новосибирской области.

Summary. This article presents the result of a field study of the technogenic landscape of the waste of the CTPS- 5 Novosibirsk . On the territory of the ash dump on one of the sections, measures were taken for the technical stage of reclamation, and the second section was left for self-infestation. Revealed that the rates of regeneration processes in the forming embryozems a large extent slowed down due to unfavorable agrochemical parameters and inhomogeneity of the granulometric composition. This assumption gives rise to the need for remediation measures on a more complete scale.

Ключевые слова: рекультивация, золоотвал, почва, эмбриозём, самозарастание, техногенный ландшафт, загрязнение, окружающая среда.

Keywords: remediation, ash dump, soil, embryozem, self-infestation, technogenic landscape, pollution, environment.

Население земного шара в настоящее время практически живет в окружении техногенных ландшафтов. Полигоны отходов, свалки, золоотвалы, хвостохранилища и другие виды нарушенных земель являются неотъемлемыми спутниками населенных мест. Большинство техногенных ландшафтов в невосстановленном состоянии неблагоприятны и причиняют вред окружающей среде и здоровью человека.

С каждым годом в нашей стране возрастает потребление электрической энергии. Это приводит к увеличению мощностей тепловых электростанций, в процессе работы которых образуются золошлаковые отходы, складируемые на золоотвалах. К настоящему моменту их количество превышает 1,5 млрд т, что создает значительную экологическую нагрузку на окружающую среду [1]. Новосибирская область ежегодно образует около 800 тыс. тонн золошлаковых материалов от сжигания кузнецких и Канско-Ачинских углей. Площадь территорий, занятых под золоотвалы ОАО «СИБЭКО», составляет более 1000 га, количество накопленной золы и шлаков примерно составляет 30 млн. тонн [2]. Подавляющая часть отрицательных экологических воздействий происходит в основном не в самом процессе работ по добыче, а при сжигании углей ТЭЦ. Помимо загрязнения атмосферного воздуха и водных объектов, различным негативным модификациям подвергается и почвеннорастительный покров территорий занятых под хранение золы и шлака. В результате рекультивация нарушенных земель, необходимая для восстановления биологической продуктивности нарушенных техногенных ландшафтов, становится актуальной и перспективной экологической задачей на сегодняшний день в свете прогрессирования интенсивной зеленой политики в вопросе охраны окружающей среды.

Золоотвалы тепловых электростанций являются своеобразными экотопами, субстрат которых малопригоден для естественного произрастания растений. Устранение неблагоприятных свойств для возделывания растений на золоотвалах производится, как правило, применением рекультивационных мероприятий.

Несмотря на то, что практика рекультивации сформирована относительно недавно, попытки восстановления нарушенных ландшафтов насчитывают колоссальный отечественный и зарубежный опыт улучшения различных видов нарушенных территорий. Однако в мире также подробно охарактеризованы и процессы естественного восстановления (самозарастания) техногенных ландшафтов.

Новосибирская ТЭЦ-5 является крупнейшей в городе. Отработанный в 2008 году золоотвал №1 ТЭЦ-5 общей площадью 41,1 га, расположен в черте города вблизи водораздела рек Ини и Плющихи. Золоотвал состоит из двух секций, разделенных дамбой – рекультивируемой (секция 1) и нерекультивируемой (секция 2). Каждая секция поделена на 3 зоны: приустьевую, основную и ядерную. С осени 2018 года золоотвалы сложены золой

236

бурых углей Канско-Ачинского угольного бассейна [3,4]. На поверхности секции 1 в 2010 году проведен технический этап рекультивации, с перекрытием золы потенциально-плодородными породами (ППП), в частности лессовидным суглинком мощностью от 30 до 60 см. Секция 2 была оставлена под самовосстановление. Почвенный покров представлен эмбриозёмами.

Исследования, проведенные на золоотвале №1 ТЭЦ-5, показали, что участки с применением рекультивации имеют значительное преимущество в восстановлении основных почвенных свойств, чем участки, оставленные под естественное зарастание.

Секция 1, перекрытая ППП, по гранулометрическому составу однородна и относится к среднему суглинку. В свою очередь зоны на секции 2 с зольным материалом различаются: приустьевая зона относится к супеси, основная зона представлена средним суглинком и ядерная зона характеризуется легким суглинком. Тем самым неоднородность материнских пород и гранулометрического состава эмбриозёмов золоотвала, осложняет формирование горизонтов в почвенный профиль, и значительно влияет на дальнейшее биологическое освоение.

Говоря про агрохимические показатели эмбриозёмов золоотвала, необходимо подчеркнуть, что данные техногенные почвы имеют низкое плодородие из-за невысокого содержания органического вещества. Однако необходимо учитывать, что эмбриозёмы на зольном материале секции 2 содержат несгоревшие углистые частички и их ложно можно принять за содержание органического углерода при проведении лабораторного анализа, что прослеживается также и в работах некоторых авторов [5, 6]. Также во всех зонах золоотвала отмечается повышенная щелочность. Оба данных показателя в купе дополняют друг друга и при благоприятных условиях почвообразования способствуют формированию устойчивого фитоценоза и развитию экосистемы. В данном случае они являются лимитирующими и подавляют деятельность микроорганизмов и формирование почвенно-растительного слоя.

Для устойчивого формирования и развития растений на поверхности золоотвала также необходимым является содержание основных элементов питания, таких как азот, фосфор и калий (рис. 1).

Рисунок 1. Содержание основных элементов питания по секциям

Как показывает график, секция 2 зольного материала содержит высокие значения фосфора и калия. Объясняется данное явление наличием этих элементов в продуктах сгорания, которые выбрасывает ТЭЦ и отсутствием устойчивых растительных сообществ, которые интенсивно потребляли бы данный элемент питания. Также доступность их растениям зависит от величины реакции почвенного раствора. На рекультивиреумой секции 1, протекает интенсивное продуцирование биомассы тем самым идет активное потребление элементов питания, как растениями, так и почвенными микроорганизмами, а значит, повышается способность устойчивости экосистемы золоотвала к неблагоприятным факторам окружающей среды. По наличию азота во всех исследуемых точках обнаружены лишь следы содержания данного элемента. На секции 1 сформированная растительность потребляет азот, что объясняет его малое количество на данной секции. Накопление данного элемента питания ограничивается щелочной реакцией среды. Увеличение азотонакопления в эмбриозёмах золоотвала зависит от успешности освоения их живыми почвенными организмами и присутствия в растительных сообществах бобовых растений.

Наиболее значительный эффект от применения мероприятий по рекультивации выражается в формировании устойчивого растительного покрова (рис. 2). Растениям принадлежит ведущая роль в почвообразовании: они извлекают из породы зольные элементы и азот, синтезируют органическое вещество, которое вместе с зольными элементами попадает в почву. Для создания продолжительной безопасности и стабильной биопродуктивности наиболее подходящим является применение фитомелиорации путем залужения, так как постоянное поддержание влажности очень дорогостоящее мероприятие.

237

а) б)

Рисунок 2. Территория золоотвала: а) секция 1 (ППП), б) секция 2 (зольный материал)

Растительный покров представлен смесью травянистой растительности и немногочисленными березовыми колками. Создание устойчивых растительных сообществ путем фитомелиорации золоотвалов, обеспечит высокие защитные функции, которые не только снизят деградационные проявления почв, такие как эрозионные процессы, но и увеличат процент естественного восстановления уничтоженных компонентов биогеоценозов. Установлено, что создание фитоценозов на золоотвалах, практически решает проблему их пыления и водной эрозии поверхности. В качестве культур-фитомелиорантов положительный опыт имеют комплекс видов, толерантных к экологическим условиям золоотвала, а именно многолетние бобовые и злаковые травы, формирующие густую дернину и накапливающие большое количество органического вещества.

Таким образом, исследуемая территория отработанного золоотвала №1 Новосибирской ТЭЦ-5, находится в неудовлетворительном экологическом состоянии и требует мероприятий по восстановлению, что повысит перспективность рекультивации в Новосибирской области в целом и восполнит запас земель для дальнейшего использования.

Библиографический список

1.Худякова Л.И., Залуцкий А.В., Палеев П.Л. Использование золошлаковых отходов тепловых электростанций ХХI век // Техносферная безопасность. – 2019. – Т. 4. – № 3 (15). – с. 375-391.

2.Калачёв А. И. Комплексная система утилизации ЗШМ // Консорциум Феникс, июнь 2017. – с. 32.

3.Шеремет Н.В., Ламанова Т.Г. и др. Формирование растительности при естественном зарастании золоотвалов на юге Западной Сибири / Н.В. Шеремет, Т.Г. Ламанова, В.М. Доронькин, Н.В. Ветлужских // Растительный мир Азиатской России. – 2018. – № 4(32). – с. 95–101.

4.Sheremet N., Belanov I., Doronkin V., Lamanova T., Naumova N. Biogeocenosis development during initial revegetation of a coal combustion ash dump // BIO Web Conf. Prospects of Development and Challenges of Modern Botany. – 2018. – V. 11. – Article 38. URL:

5.Uzarowicz L., Kwasowski W., Spiewak O., Switoniak M. Indicators of pedogenesis of Technosols developed in an ash settling pond at the Bechatow thermal power station (central Poland) // SOIL SCIENCE ANNUAL.

–2018. – Vol. 69. – P. 49 -59.

6.Новоселов А.А. Индикаторы почвообразования на техногенных субстратах золоотвалов // Российский журнал прикладной экологии. – 2019. – №3 (19). –C. 46-50.

Сведения об авторах

1.Степанова Мария Викторовна, магистрант, 1 курс, ФГБОУ ВО Новосибирский государственный аграрный университет, г. Новосибирск, ул.Добролюбова,160.,тел.[phone],e-mail: [e-mail]

2.Добрянская Светлана Леонидовна, кандидат биологических наук, доцент, ФГБОУ ВО Новосибирский государственный аграрный университет, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160., тел. 8 (913)

9202435, e-mail: [e-mail]

Authors' personal details

2.Stepanova Mariya Viktorovna, postgraduate, 1 course of study, Federal State Budgetary Educational

Institution of Higher Education Novosibirsk State Agrarian University, Novosibirsk, Dobrolyubova str., 160, Tel. [phone], e- mail: [e-mail]

3. Dobryanskaya Svetlana Leonidovna, Candidate of Biological Sciences, associate professor, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Novosibirsk State Agrarian University, Novosibirsk, Dobrolyubova str., 160, Tel. [phone], e-mail: [e-mail]

© Степанова М.В., Добрянская С.Л., 2020

238

УДК 631.47

Сулейманов А.Р.

Suleymanov A.R.

Уфимский Институт биологии УФИЦ РАН, Уфа, Россия

Ufa Institute of biology of the Ufa Federal Research Centre of the Russian Academy of Sciences, Ufa, Russia

ЦИФРОВОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ГУМУСНОГО СОСТОЯНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПУТНИКОВЫХ ДАННЫХ

DIGITAL MAPPING OF HUMUSSTATE USING SATELLITE DATA

Аннотация. Представлены результаты регрессионного анализа в целях цифрового картографирования содержания гумуса в верхнем пахотном горизонте. Для исследования использовались изображения спутника Sentinel-2A. С помощью линейного регрессионного анализа методом наименьших квадратов получена модель со средним уровнем прогнозирования. Установлена целесообразность применения космических данных для оценки плодородия пахотных земель.

Summary. The results of regression analysis for digital mapping of humus content in the upper arable horizon are presented. Sentinel-2A satellite images were used for the study. A model with an average level of prediction using linear regression analysis using the method of least squares obtained. The expediency of applying space data to assess the fertility of arable lands was determined.

Ключевые слова: гумус, плодородие, спутниковые данные

Keywords: humus, fertility, satellitedata

Гумус является основным факторомкачества и плодородия почвы[1]. В условиях активного, и в большинстве случаев непрерывного использования пахотных земель, становится актуальной задача мониторинга и оценки состояния почвенного покрова. Традиционный метод оценки состояния земель в виде полевых обследований остается основным способом, применимым на территории Республики Башкортостан. Тем не менее, такой способ является энергозатратным (организация и реализация полевых работ, удаленность объектов исследования), что обуславливает финансовые затраты и затраты определенного периода времени.

Бурный рост вычислительной техники в последние десятилетия привел к новым методам исследования во многих областях науки. Так, активные запуски спутниковых и космических аппаратов позволили увеличить разнообразность получаемых данных в виде космических изображений и более активного их использования в различных областях.На сегодняшний день большими темпами растет число исследований по использованию и применению данных дистанционного зондирования в агрономии и почвоведение. Такой рост объясним появлением спутниковых снимков в открытом доступе, улучшением их пространственного разрешения, покрытием больших площадей и коротким интервалом съемки.

Целью данной работы является поиск корреляционных связей между содержанием гумуса в верхнем пахотном горизонте и спутниковыми данными Sentinel-2A, для последующего цифрового картографирования участка.

В результате полевых работ были отобраны 54 образца с глубины 0-10 см на пахотном участке в Зилаирском районе Республики Башкортостан. Гумус определяли общепринятым методом [2]. В работе применялся спутниковый набор данных от октября 2018. Для установления взаимосвязи применялась линейная регрессия методом наименьших квадратов. В анализе использовались основные каналы спутника, состоящие из каналов видимого и ближнего инфракрасного диапазонов.Для тестирования точности регрессионной модели рассчитывался коэффициент R2. Модель былаоценена по следующей классификации: модели с R2<0.4 очень низкий уровень прогнозирования; 0.5<R2<0.7 – средний уровень; модели с R2> 0.7 – высокий уровень прогноза [3]. Статистическая обработка данных и корреляционный анализ осуществляли на языке программирования R.

При статистической обработки данных содержания гумуса и спутниковых каналов наибольший коэффициент выявлен у канала невидимого диапазона B12 (R=0.78, R2=0.61). Данный канал имеет пространственное разрешение 20 м и спектральный диапазон 2190 нм. Согласно классификации, значения корреляции при канале B12 показывает средний уровень прогнозирования. Получено уравнение регрессии yˆ=−0.01x+0.27, с помощью которого создана карта пространственного распределения гумуса на всем изучаемом участке.

Таким образом показана целесообразность и возможность применения спутниковых данных для цифрового картографирования гумусного состояния. Сегодня традиционные методы оценки плодородия сельскохозяйственных земель остаютсяосновными. Тем не менее, данные дистанционного зондирования, в совокупности с традиционными методами, являются ценным инструментом для мониторинга и оценки плодородия. Поиск оптимальных параметров для изучаемой территории ииспользование в тандеме полевых и дистанционных методов позволит изучить более большие площади, что сэкономит время и затраты на почвенные обследования.

Исследование выполнено при поддержке РФФИ в рамках научного проекта №19-34-50082 мол_нри в рамках государственного задания Минобрнауки России № 075-00326-19-00 по теме № АААА-А18- 118022190102-3. Часть результатов была получена с использованием оборудования ЦКП «Агидель».

Библиографический список

1.Heuvelink G.B.M., Angelini M.E., Poggio L., идр. Machine learning in space and time for modelling soil organic carbon change. European Journalof Soil Science. – 2020. С. 1-17.

2.АринушкинаЕ.Б. Руководствопохимическомуанализупочв. М.: Изд-во МГУ, 1970.

239

3. Chang, C.-W., Laird, D., Mausbach, M., and Hurburgh, C. 2001. Near-Infrared Reflectance Spectroscopy–Principal Components Regression Analyses of Soil Properties. Soil Science Society of America Journal.– 200. – № 65(2). – С. 480-490.

Сведения об авторе

1. Сулейманов Азамат Русланович,м.н.с. Уфимский Институт биологии УФИЦ РАН, г. Уфа, пр. Октября, 69, тел. [phone], e-mail: [e-mail].

Authors' personal details

1. Suleymanov Azamat Ruslanovich, junior researcher, Ufa Institute of biology of the Ufa Federal Research Centre of the Russian Academy of Sciences,pr. Oktyabrya 69,Tel. [phone], e-mail: [e-mail].

© Сулейманов А.Р., 2020

УДК 502.2

Суюндуков И.В., Янтурин С.И.

Suyundukov I.V., Yanturin S.I.

Сибайский институт (филиал) Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

«Башкирский государственный университет», Сибай, Россия

Sibay Institute (Branch) of Federal State Budgetary Educational Establishment of

Higher Education «Bashkir State University», Sibay, Russia

ИЗ ИСТОРИИ ПОКУШЕНИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГИГАНТОВ НА ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ ЦЕЛОСТНОСТЬ ХРЕБТА КРЫКТЫТАУ

FROM THE HISTORY OF INDUSTRIAL GIANTS ATTEMPTS ON THE ECOLOGICAL INTEGRITY OF

THE KRYKTYTAU RIDGE

Аннотация. Хребет Крыктытау расположен на Южном Урале, в Республике Башкортостан. Длина хребта составляет около 60 км. Крыктытау характеризуется высокой природоохранной ценностью: хорошая сохранность природных экосистем, высокое биологическое разнообразие, более 50 видов растений и животных включены в Красные книги Республики Башкортостан и Российской Федерации. Многие реки и ручьи берут свое начало вдоль хребта, которые являются источником питьевой воды для населения г. Магнитогорск, г. Сибай, многих деревень. За последние сто лет было несколько попыток покушения на природную целостность хребта Крыктытау. В настоящее время Русская медная компания получила лицензию на геологическую разведку и добычу медных руд на западном склоне Крыктытау. Эти работы угрожают хребту экологической катастрофой.

Summary. The Kryktytau ridge is located in the South Urals, in the Republic of Bashkortostan. . The length of the ridge is about 60 km. Kryktytau is characterized by high conservation value: good preservation of natural ecosystems, high biological diversity, more than 50 species of plants and animals are included in the Red Data Books of the Republic of Bashkortostan and the Russian Federation. Many rivers and streams originate along the ridge, being a source of drinking water for the population of Magnitogorsk, Sibay, many villages. There have been several assassination attempts over the past hundred years on the natural integrity of the Kryktytau ridge. At present the Russian Copper Company has received a license for geological exploration and mining of copper ores on the western slope of Kryktytau. The ridge is threatened by these works with an environmental disaster.

Ключевые слова: хребет Крыктытау, редкие виды растений и животных, промышленные гиганты, экологическая катастрофа.

Keywords: Kryktytau ridge, rare species of plants and animals, industrial giants, ecological disaster.

Хребет Крыктытау простирается вдоль реки Большой Кизил в северном и северо-восточном направлении в пределах Абзелиловского и Белорецкого районов Республики Башкортостан (РБ). Длина хребта составляет около 60 км. Наибольшей высотой обладают горы Караташ (1118 м), Ширшилтау (1108 м), Кусимова (1080 м) и Кушай (1048 м).

Памятниками природы в пределах хребта Крыкты-тау являются [1]:

1.Урочище Ултык-карагас;

2.Участок хребта с вершинами Бабай, Кушай, Хандык;

3.Гора Караташ;

4.Урочище Хуускан.

Первое покушение на природу Крыкты было связано со строительством г. Магнитогорска и Магнитогорского металлургического комбината в 1930-1950 гг. Многовековые лиственницы и сосны были вырублены как строительный материал для города и как топливо для донных печей. В результате был целиком вырублен весь восточный склон хребта и даже вершины хребта. Для этой цели была проложена специальная «военная» дорога для большегрузных машин для вывоза леса с вершин. Для того времени был единый девиз: «Все для фонта, все для победы!» Когда страна была в опасности, было не до охраны окружающей среды. В настоящее время на хребте Крыкты преобладает вторичный лес из березы и осины.

Вторая попытка вмешательства на жизнь Крыкты была совершена в 1980-1990 гг. Для обеспечения питьевой водой населения г.Магнитогорск был составлен проект строительства огромного водохранилища в районе железнодорожной станции «Абзаково». Проектировщиков этого плана наградили государственными премиями. Представить сейчас трудно, сколько объектов народного хозяйства предлагалось переносить и переселять: несколько населенных пунктов (деревни Новоабзаково, Староабзаково Белорецкого района, деревни

240