Интересен вопрос о скорости роста содержания гумусовых веществ в почвах. Известно, что со временем накопление в почвах гумуса снижается и в зрелом состоянии, при неизменности факторов почвообразователей, остается практически неизменным. Определив запасы гумуса в молодых почвах и зная их возраст, мы нашли скорость прироста гумуса в год (т/га, %). У 5-летних почв она составляет 0,52 т/га/год С, или 0,05 %, а у 200-летних - 0,17 т/га/год, или 0,005 %.
Из приведенных величин видно, что со временем скорость гумусонакопления снижается. Если предположить, что после 200 лет скорость гумусонакопления существенно не уменьшится, то для достижения в молодых почвах запасов гумуса, в ненарушенных зрелых почвах потребуется 370-800 лет. Эти результаты свидетельствует об очень медленном естественном восстановлении плодородия почв в техногенных экосистемах.
Эмбриоземы в техногенных экосистемах отличаются от зрелых фоновых почв не только меньшим содержанием гумуса, но и иным строением молекул гуминовых кислот (ГК). Об этих особенностях можно судить по величинам оптических плотностей ГК (табл. 2) почв, формирующихся в подзоне южной тайги на разных почвообразующихся породах.
Таблица 2
| >Оптические плотности ГК в гумусовых горизонтах фоновых и разновозрастных почв отвалов на разных почвообразующих породах в подзоне южной тайги | |||
| Месторождение, возраст почв, лет | 1 мг/мл углерода, при 430 нм | ||
| ГК-1 | ГК-2 | ГК-3 | |
| Палкинский карьер стройматериалов, 70 | 1,31 | 1,23 | 1,66 |
| Троицко-Байновское месторождение огнеупорных глин, 80 | 2,46 | 1,36 | 2,3 |
| Мраморское известняковое, 100 | 3,38 | 3,98 | 4,59 |
| Крылатское золоторудное, 150 | 2,38 | 1,57 | 2,02 |
| Александровский ров, 200 | 1,52 | 2,25 | 2,38 |
| Средние величины на железорудных месторождениях, 100-200 | 7,03 | 7,07 | 5,88 |
| Фоновые почвы, пределы колебаний [Дергачева, 1972] | 12,9-14,9 | ||
Так как величины оптических плотностей ГК зависят от соотношения углерода, входящего в состав ядра молекул ГК, и углерода периферических цепочек, то величины меньше, чем у фоновых почв, свидетельствуют о преобладании в молекулах ГК периферических цепочек, не имеющих окраски. А это в свою очередь указывает на химическую "молодость" молекул ГК в почвах (эмбриоземе) на промышленных отвалах.
В целом все полученные результаты свидетельствуют о том, что почвы в техногенных экосистемах естественным путем восстанавливаются по многим параметрам очень медленно, и для ускорения этого процесса необходимо разрабатывать специальные приемы биологической рекультивации, учитывая повышенное содержание в почвообразующих породах и растениях тяжелых металлов.
Таким образом, разработка полезных ископаемых карьерным способом формирует на дневной поверхности новые места, практически лишенные семенных зачатков. По В. И. Вернадскому, жизнь начинает оказывать на них "давление", осваивая и перерабатывая их. В результате такого освоения формируются почвы, которые начинают выполнять характерные для них экологические функции, перечисленные выше. Однако степень проявления этих функций даже через 200 лет несоизмеримо меньше, чем у полноразвитых почв, что указывает на необходимость сохранения почвенного покрова как природного ресурса, полностью практически невозобновимого за историческое время.
Список литературы
1 Боханов В. К. Роль почвообразования в эволюции биосферы // Тез. докл. Второго съезда Общества почвоведов. СПб., 1996.
2 Гаджиев И. М., Курачев В. М., Рагим-заде Ф. К. и др. Экология и рекультивация техногенных ландшафтов. Новосибирск, 1992.
3 Дергачева М. И. Оптические свойства системы гумусовых веществ лесных почв Урала и Зауралья // Лесные почвы южной тайги Урала и Зауралья. Свердловск, 1972. Вып. 85.
4 Добровольский Г. В., Никитин Е. Д. Экологические функции почв. М., 1986.
5 Дороненко Е. П. Эффективность использования земельного отвода и рекультивируемой площади при различных параметрах отвалов // Растения и промышленная среда. Свердловск, 1976.
6 Колесников Б. П, Лукьянец А. И. Биорекультивационное районирование Свердловской области // Растения и промышленная среда. Свердловск, 1976.
7 Махонина Г. И. Химический состав растений на промышленных отвалах Урала. Свердловск, 1987.
8 Столбовой В. С., Шеремет Б. В. О почвенном фонде России // Почвоведение. 1997. N 12.
9 Фирсова В. П., Дергачева М. И. Состав органического вещества почв южно-таежных лесов Урала и Зауралья // Лесные почвы южной тайги Урала и Зауралья. Свердловск, 1972. Вып. 85.
9 Чибрик Т. С., Елькин Ю. А. Формирование фитоценозов на нарушенных промышленностью землях. Свердловск, 1991.