Методичка1

3
ВВЕДЕНИЕ
Настоящие методические указания предназначены, главным образом, для
студентов III и IV курсов специальности «Геоэкология», проходящих
производственную и преддипломную практики в рамках комплексной учебнопроизводственной экспедиции кафедры геоэкологии и прикладной геохимии.
Кроме того, они могут быть использованы студентами-геоэкологами II курса во
время их учебной геоэкологической практики. Пособие рекомендуется также
студентам,
проходящим
практику
в
научных
и
производственных
организациях, занимающихся эколого-геохимическими исследованиями.
Полевые эколого-геохимические исследования являются неотъемлемой
частью эколого-геохимического картографирования и состоят из документации
полевых (маршрутных) наблюдений и отбора проб из различных компонентов
ландшафта. Итогом полевых исследований, направленных на сбор информации
о строении территории и химизма ее компонентов, является создание экологогеохимических карт.
Полевые исследования проводятся путем прохождения маршрутов,
заложенных по определенным профилям. Методика эколого-геохимических
исследований во многом основана на методике геохимических поисков.
Существующие требования определяют расстояние между профилями и
точками на них в зависимости от масштаба работ.
На каждой точке выполняются визуальные наблюдения и опробование
определенных компонентов ландшафта (почв, горных пород, растительности и
т.д.). Наблюдения выполняются по определенной схеме и заносятся в полевой
дневник. Методика наблюдений представляет синтез методик полевых
исследований,
принятых
в
геологии,
ландшафтоведении,
геоботанике,
геоморфологии, почвоведении и т.д. Схема описания точки наблюдения
определяется генезисом ландшафтов, и различна для природных и техногенных
геосистем.
4
1 ВИЗУАЛЬНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ
1.1Общие положения
Все
описания
выполняются
в
специальном
полевом
журнале,
оформленном по стандартному образцу. Образец титульного листа полевого
журнала приводится в Приложении 1.
Описание точки пробоотбора и наблюдений по маршруту должно полно
отражать
геологические,
геоморфологические,
гидрогеологические,
геоботанические, почвенные и др. характеристики, которые определяют
ландшафтно-геохимическое строение территории. Схемы описания для
ландшафтов суши и аквальных ландшафтов приводятся ниже. Завершая
описание точки, исполнитель приводит перечень отобранных на ней проб.
Целесообразно номер пробы составлять из трех элементов: № профиля - №
точки – шифр пробы. При этом почвенные пробы обозначаются шифром «а»,
донные – «д», гидропробы – «г». Цифровое обозначение растительной пробы
является номером растения в принятом списке опробуемых видов (например, 1
– пшеница, 2 – ячмень и т. д.).
В журнал заносятся наблюдения, сделанные не только на точке
пробоотбора, но и по ходу маршрута. При этом исполнитель вместе с записями
ведет в журнале абрис, основой которого служит линия профиля, дополненная
наблюдениями в пределах видимости. В абрис заносятся дороги, водотоки,
особенности геологического строения, почвенного покрова, растительности,
наблюдаемые или возможные геохимические барьеры, линии контактов
различных ландшафтов, наблюдаемые по маршруту.
В полевых журналах категорически запрещаются всякого рода подчистки
и стирания сделанных записей, заклеивание или вырывание страниц.
Вычеркивание записи разрешается только тонкой чертой с подписью
ответственного исполнителя работ.
Все записи, сделанные в поле, начальник должен систематически
проверять и подписывать, а также контролировать не реже одного раза в
неделю непосредственно на местности правильность заполнения документа.
5
В начале каждого маршрута указываются дата его проведения, номер
профиля и направление движения, перечисляются исполнители. Затем следует
описание погоды: направление и сила ветра, температура воздуха, был ли
накануне дождь, если да, то каковы его продолжительность и сила.
Описание непосредственно первой точки начинается с ее привязки к
населенным пунктам, гидросети, высотам, дорогам и т. д. В дальнейшем все
последующие точки пробоотбора привязываются к предыдущей.
1.2 Природные ландшафты
1.2.1 Геоморфологическая характеристика
Возможны 3 варианта расположения точки по отношению к элементам
рельефа:
 равнина – горизонтальные или слабо наклоненные плоские территории;
 возвышенность
 понижение.
Детальное описание этих элементов рельефа приводятся в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Характеристика возвышенностей
Форма вершины
Форма возвышенности
изометрическая
вытянутая
острая
пик
островершинный
водораздел
округлая
гора
хребет – увал (гряда)
плоская
плоская гора
плосковершинный
водораздел
При описании указывается гипсометрическая отметка точки пробоотбора,
а также характеристика склона, включающая:
– степень обнаженности (в %);
– указание части склона – верхняя, средняя, нижняя; форма склона –
выпуклая, вогнутая, прямая, выпукло-вогнутая, ступенчатая;
– угол наклона склона, его экспозиция. Описываются положительные и
отрицательные формы рельефа на склоне (промоины, балки, ямы, бугры,
6
воронки, борозды, водораздельные ребра), а также их размеры, морфология,
относительные превышения или понижения;
– описание встреченных конусов выноса, оползней, явлений смыва почв.
Таблица 2
Характеристика понижений
Форма в днище (в
разрезе)
V – образная
корытообразная
Форма понижения
воронка
котловина
овраг
балка
1.2.2 Гидрологическая и гидрогеологическая характеристики
При расположении точки в долине реки указывается продольный
профиль последней (крутой, пологий, ступенчатый) и поперечный (V –
образный, корытообразный, асимметричный, щелевидный); отмечается наличие
террас, фрагментов поймы, форма (в плане) и размеры русла, форма и состав
аллювия.
Описываются встреченные в маршруте источники (тип водопроявления,
условия выхода воды на поверхность, дебит, температура, вкус, цвет, запах и
прозрачность воды, отложения солей, наличие и примерный состав газов). При
наличии каптажа производится его описание.
При пересечении ручьев и рек должна характеризоваться чистота воды,
скорость течения, ширина русла, порожистость дна, степень подъема воды
после дождя.
1.2.3 Геологическая характеристика
При наличии выходов коренных пород проводится их описание
(название, цвет, текстура, структура, мощность, элементы залегания).
Характеристика четвертичных отложений включает:
– гранулометрический состав (супесь, суглинок, глина, песок);
– цвет и карбонатность;
7
– наличие обломков коренных пород; их размеры, степень окатанности,
состав, карбонатность, процентное содержание в отложениях, особенности
распределения;
– морфология выхода четвертичных отложений – плащевидный,
островной, конусовидный, струйчатый и т. д.;
– вероятный генезис – элювиально-делювиальные, аллювиальные,
озерно-ледниковые, морские отложения.
Мощность описываемых отложений должна отмечаться по всему
маршруту (у обрывистых берегов, в промоинах).
1.2.4 Геоботаническая характеристика
Схема описания геоботанических особенностей территории зависит от
конкретного ландшафта. Наиболее подробно и развернуто она дается для
биогенных ландшафтов. В первую очередь указывается тип растительности:
1. леса (лиственные, смешанные, хвойные);
2. степи (разнотравно-злаковые, дерновинно-злаковые и др.);
3. лесостепи;
4. луга (заболоченные, настоящие, остепненные).
Описание каждого типа ведется по разным схемам, причем оценка
параметров приводится в баллах.
Для
лесов
указывается
видовой
состав
и
ярусность:
отдельно
характеризуются деревья I и II яруса, кустарники, травяной ярус, наличие
мохового и лишайникового покрова, подстилка. Отмечается сомкнутость крон
(СК). При этом оперируют следующими градациями: СК 20-30 % ─ редкий лес,
солнечные лучи проникают; 40-50 % ─ светлый лес до травяного яруса; 80-90
% ─ темный, влажный лес, травяной покров почти не развит.
Оценка густоты кустарникового яруса (Г) ведется в баллах:
– одиночные кустарники (редкий подрост деревьев ─ доминант) ─ 1 балл;
– кустарники группами, но сплошных зарослей нет ─ 2 балла;
8
– плотная, труднопроходимая стена кустарников и подроста деревьев ─ 3
балла.
В баллах характеризуется и проективное покрытие (ПП) травяного яруса
лесов, степей и лугов:
– несомкнутый травяной покров, единичные растения ─ 5-10 %, ─ 1 балл;
– растения довольно близко располагаются друг от друга, но между ними
значительные расстояния. Площадь развития растений ─ 20-25 %, ─ 2 балла;
– растения близко находятся друг около друга, образуя сомкнутый
покров, но видны дыры ─ 30-50 %, ─ 3 балла;
– растения образуют “ажурный” сомкнутый покров 60-70 %, ─ 4 балла;
– растения образуют плотный многоярусный покров (влажный луг,
разнотравно-типчаково-ковыльная степь) 100 %, ─ 5 баллов.
В описание лугов и степей входит состав разнотравья (в %), высота
травостоя,
ПП.
Характеристика
лесостепи
сочетает
признаки
вышеперечисленных ландшафтов и дополняется процентным соотношением
деревьев и степной растительности.
Наконец, вне зависимости от типа растительности, отмечается ее
санитарное состояние (СС) и антропогенное воздействие на растительный
покров (АВ). СС оценивается в баллах:
– наличие валежника (почти разложившийся, покрытый лишайником,
мхом, грибами или свежесваленные деревья) ─ 1 балл;
– сухостой (а) сухие верхушки, б) сухие отдельные деревья, в) сухие
группы деревьев) ─ 2 балла;
– повреждения листвы (а) высыхание, б) пятнистость, в) скручивание
листьев, г) хлороз, д) уничтожение листвы личинками насекомых) ─ 3 балла;
– наличие нехарактерных для растений утолщений (а) на стволах, б) на
ветвях) ─ 5 баллов.
Кроме того, указываются размеры участка с плохим состоянием
растительности. Характеризуются видимые изменения всех составных частей
ландшафта. Указывается возможная причина плохого санитарного состояния.
9
При отборе пробы растительности в полевом журнале фиксируется вид и
часть растения, возраст (диаметр) древесных растений, фенологическая фаза
развития растения. Для травянистых растений выделяют следующие фенофазы:
а) до цветения; б) цветение; в) созревание семян; г) после отмирания. Для
древесных растений: а) сокодвижение; б) набухание почек; в) облиствение; г)
цветение; д) созревание семян или плодов; е) осенняя раскраска деревьев; ж)
листопад; з) после листопада.
1.2.5 Описание почвенного покрова и заложение почвенных разрезов
Выбор места для заложения почвенных разрезов, их правильное
распределение на обследуемой территории ─ дело очень ответственное, и к
нему нужно относиться внимательно.
Прежде всего, исследователь должен самым тщательным образом
осмотреть и проверить степень однородности рельефа и растительности той
части местности, для описания почвенного покрова которой намечается
почвенный разрез. Разрез необходимо закладывать в наиболее характерном,
типичном месте обследуемой территории. Почвенные разрезы не должны
закладываться вблизи дорог, рядом с канавами, свалками, отстойниками, на
нетипичных для данной территории элементах микрорельефа (понижения,
кочки).
На выбранном для почвенного разреза месте копают шурф размером
0,8×1,5×2,0 м так, чтобы три стенки ее были отвесны, т. е. вертикальны, а
четвертая
─
со
ступеньками.
Передняя
«лицевая»
стенка,
которая
предназначается для изучения почвенного разреза, должна быть обращена к
солнцу. Почву из шурфа нужно выбрасывать на длинные боковые стороны,
копая, полезно отложить недалеко от разреза по одному образцу почв из
каждого горизонта для дополнительного просмотра и изучения окраски,
структуры новообразований и других признаков почв.
После того, как шурф готов, необходимо, в первую очередь, определить
характер почвообразующей породы, ее гранулометрический состав, засоление,
10
степень увлажнения, и взять образец материнской породы для последующего
анализа, потому что в дальнейшем при препарировании нижняя часть
«лицевой» стенки и дно ямы будут не только засорены, но и частично засыпаны
осыпающейся почвенной массой из верхних горизонтов. После этого
«лицевую» стенку гладко очищают лопатой и одну половину стенки
препарируют стамеской или маленькой лопаткой, для того, чтобы лучше
рассмотреть морфолого-генетические признаки почв, а вторую половину
стенки оставляют в гладко зачищенном виде для сравнения и контроля. Затем
необходимо приступить к изучению морфолого-генетических признаков почв и
описанию почвенного разреза.
Для описания почвенных разрезов рекомендуются различные формы
полевых почвенных дневников или журналов в плотном переплете. Техника и
последовательность работ при изучении и описании почвенного разреза и
ведении дневника следующие:
1. Записать номер, дату и географическое положение разреза; отметить
характер рельефа, точно указать, на каком элементе рельефа сделан разрез,
описать угодье и его состояние: растительность (состав, густота и состояние),
состояние
поверхности
(заболоченность,
кочковатость,
трещиноватость,
засоленность, каменистость и другие характерные особенности). Дать
агрономическую оценку почв с учетом данных о сельскохозяйственной
ценности почвы; отметить материнские и подстилающие породы и глубину
грунтовых вод, если они обнаружены. Определить местоположение разреза и
его привязку. Ознакомление с рельефом, растительностью, ее состоянием и
иными характерными особенностями участка, на котором сделан разрез,
проводится в тот промежуток времени, который необходим для копки
предназначенного к изучению разреза, т. е. около 1 ч.
2. Определить глубину
и характер вскипания почвы от 10%-ного
раствора соляной кислоты. Для этого на свежепрепарированный лицевой
стенке разреза закрепляют клеенчатый сантиметр так, чтобы ноль совпал с
поверхностью почвы, и последовательно сверху донизу капают из маленькой
11
пипетки или пластикового пузырька на почву соляную кислоту, которая при
наличии карбонатов кальция дает «вскипание» различной интенсивности
(слабое, среднее, сильное или бурное). Сведения о глубине и характере
вскипания сразу же записываются в почвенный дневник. В той же части стенки,
где определялась глубина и характер вскипания от соляной кислоты, образцы
почв для анализа брать нельзя.
3. Определить мощность каждого горизонта и подгоризонта почв с
последующим подробным изучением их морфолого-генетических признаков:
гранулометрического состава, физических свойств и других особенностей
(окраска, структура, влажность, корневая система, характер перехода одного
горизонта в другой). Сделать соответствующие записи в почвенном дневнике.
4. В отдельных случаях для более полной характеристики почв
(засоленные, переувлажненные и т. д.) произвести простые химические анализы
(определение рН, хлористых и сернокислых солей, наличия железа, соды и др.),
не требующие сложного оборудования.
5. Дать полевое определение почвы, установить ее ценность. В названии
почв следует отразить тип, подтип, вид, разновидность и материнскую породу,
например: чернозем обыкновенный среднемощный тяжелосуглинистый на
лессах. Наметить примерные границы ее распространения на изучаемой
территории и, наконец, взять почвенные образцы для анализов, а при
необходимости и монолит. Почвенный разрез после изучения, описания и
отбора образцов должен быть закопан.
Морфологические признаки почв
Почвы обладают внешними, так называемыми морфологическими
признаками, которые отражают внутренние процессы, происходящие в почвах,
их происхождение (генезис) и историю развития.
По морфологическим признакам почву можно отличить от горной
породы или одну почву от другой, а также приблизительно судить о
направлении и степени выраженности почвообразовательного процесса. К
главным морфологическим признакам почвы относятся: строение почвенного
12
профиля, мощность почвы и ее отдельных горизонтов, окраска, структура,
гранулометрический состав, сложение, новообразования и включения.
Строение почвенного профиля
Общий вид почвы со всеми генетическими горизонтами называется
строением
почвы.
Совокупность
генетических
горизонтов
образует
генетический профиль почвы. Почвенный профиль специфичен для каждого
типа почвообразования.
Генетические
почвенные
горизонты
–
это
однородные,
обычно
параллельные поверхности слои почвы, составляющие почвенный профиль и
различающиеся между собой по морфологическим признакам.
В нашей стране наиболее распространено использование следующих
символов генетических горизонтов почв:
Горизонт А0 – лесная подстилка или степной войлок. Представляет собой
опад растений на различных стадиях разложения: от свежего до полностью
разложившегося. Это самая верхняя часть почвенного профиля. Встречается
только в естественных почвах.
Горизонт
А
–
гумусовый
горизонт.
Чаще
всего
наиболее
темноокрашенный горизонт в верхней части почвенного профиля, в котором
происходит накопление органического вещества в форме гумуса, тесно
связанного с минеральной частью почвы. Цвет данного горизонта варьируется
от черного, бурого, коричневого до светло-серого, что зависит от состава и
количества гумуса. Мощность гумусового горизонта колеблется от нескольких
сантиметров до 1,5 м и более.
Горизонт Ад ─ дерновый. Горизонт, в котором живых корней растений
более 50%.
Горизонт
Апах
или
Ап
–
пахотный.
Изменен
продолжительной
сельскохозяйственной обработкой, сформирован из различных почвенных
горизонтов на глубину вспашки – обычно 25-30 см. Встречается только в
пахотных почвах.
13
Горизонт В – переходный или иллювиальный. В первом случае
(черноземный тип почвообразования) в этом горизонте не наблюдается
существенных перемещений веществ в почвенной толще, горизонт В является
переходным слоем к почвообразующей породе, характеризуется постепенным
ослаблением
процессов
аккумуляции
гумуса,
разложения
первичных
минералов. Во втором случае (подзолистый тип почвообразования) горизонт В
представляет собой бурый, охристо-бурый, красновато-бурый, уплотненный и
утяжеленный,
хорошо
оструктуренный
горизонт,
характеризующийся
накоплением глины, окислов железа, алюминия и других коллоидных веществ
за счет вымывания их из вышележащих горизонтов.
Горизонт С – материнская (почвообразующая) горная порода. Из нее
сформировалась данная почва. На этой глубине порода уже не затронута
специфическими процессами почвообразования (аккумуляцией и т. п.).
Горизонт Д – подстилающая горная порода. Она залегает ниже
материнской (почвообразующей) и отличается от нее по своим свойствам
(главным образом по литологии). Встречается только в случае перекрывания
горных пород.
Мощность почвы и ее отдельных горизонтов
Мощность почвы – это толщина ее от поверхности вглубь до слабо
затронутой почвообразовательными процессами материнской породы. У
разных почв мощность неодинакова, от 40-50 до 150-200 см и более.
Мощность
почвенного
горизонта
–
это
толщина
горизонта
от
поверхности почвы или вышележащего горизонта до нижележащего горизонта.
Границы
почвенных
горизонтов
и
подгоризонтов
устанавливают
по
совокупности всех признаков (цвет, структура, сложение, плотность и т. д.).
Характер перехода между горизонтами почвы
Граница между почвенными горизонтами характеризуется по двум
признакам.
14
По форме она может быть ровной, волнистой, карманной, языковатой,
затечной, размытой, пильчатой.
По степени выраженности обычно различают три типа переходов:
– резкий переход – смена одного горизонта другим происходит на
протяжении 2-3 см;
– ясный переход – смена горизонтов происходит на протяжении 5 см;
– постепенный переход – очень постепенная смена горизонтов на
протяжении более 5 см.
Окраска почвы
Цвет почвы – наиболее доступный для наблюдения морфологический
признак. Он широко используется в почвоведении для присвоения названий
почвам (чернозем, желтозем, серозем и др.).
Окраска
почв
зависит
от
их
химического
состава,
условий
почвообразования, влажности. Гумусовые вещества придают почве черную,
темно- серую и серую окраску; соединения железа (III) – красную, оранжевую и
желтую, а соединения железа (II) – сизую и голубоватую окраску; кремнезем,
карбонат кальция, каолинит, а также гипс и легкорастворимые соли – белую и
белесую окраску. Различное сочетание указанных групп веществ определяет
большое разнообразие почвенных цветов и оттенков.
Верхние горизонты окрашены гумусом в темные цвета. Чем больше
гумуса содержит почва, тем темнее окрашен горизонт. Наличие железа и
марганца придает почве бурые, охристые, красные тона. Белесые, белые тона
предполагают наличие процессов оподзоливания (вымывания продуктов
минеральной части почв), засоления, окарбоначивания, т. е. присутствие в
почве кремнезема, каолина, углекислого кальция и магния, гипса и других
солей.
Почвы редко бывают окрашены в какой-либо один чистый цвет. Обычно
окраска почв довольно сложная и состоит из нескольких цветов, причем
название преобладающего цвета ставится на последнем месте (например, серобурая, красно-коричневая и т. д.).
15
Для определения окраски
почвенного
горизонта необходимо:
а)
установить преобладающий цвет; б) определить насыщенность этого цвета
(темно-, светлоокрашенная); в) отметить оттенки основного цвета. При
определении окраски почвы в полевых условиях нужно учитывать влажность
почвы и степень освещенности почвенного разреза. Влажная почва имеет более
темную окраску, чем воздушно-сухая. В тени почва выглядит темнее, чем на
солнце.
Влажность почвы
Влажность не является устойчивым признаком какой-либо почвы или
почвенного горизонта. Она зависит от многих факторов: метеорологических
условий, уровня грунтовых вод, гранулометрического состава, характера
растительности и др. Например, при одинаковом содержании влаги в почве
песчаные (легкие) горизонты будут казаться влажнее глинистых (тяжелых).
При описании почвенного разреза используют пять степеней влажности
почв (оценивается в баллах):
1. Сухая почва. Пылит, присутствие влаги в ней на ощупь не ощущается,
не холодит руку. Влажность почвы близка к гигроскопической (влажность в
воздушно-сухом состоянии) ─ 1 балл;
2. Влажноватая почва. Холодит руку, не пылит, при подсыхании
немного светлеет─ 2 балла;
3. Влажная почва. На ощупь явно ощущается влага. Почва увлажняет
фильтровальную бумагу, при подсыхании значительно светлеет и сохраняет
форму, приданную ей при сжатии рукой─ 3 балла;
4. Сырая почва. При сжимании в руке превращается в тестообразную
массу, а вода смачивает руку, но не сочится между пальцами─ 4 балла;
5. Мокрая почва. При сжимании в руке из почвы выделяется вода,
которая сочится между пальцами, почвенная масса обнаруживает текучесть. ─
5 баллов.
16
Степень влажности влияет на выраженность других морфологических
признаков почвы ─ окраски, сложения, структуры почвы и т. д., что
необходимо учитывать при описании почвенного разреза.
Гранулометрический состав
Твердая фаза почв и почвообразующих пород состоит из частиц
различной величины – механических элементов. В зависимости от размера
механических элементов выделяют две большие фракции: физический песок (<
0,01 мм) и физическая глина (> 0,01 мм).
Гранулометрический состав – это относительное содержание в почве или
породе фракций механических элементов. В основу классификации почв по
гранулометрическому составу положено
соотношение в ней
песка и
физической глины. По гранулометрическому составу почва бывает: песчаная
(рыхло-песчаная, связно-песчаная), супесчаная, суглинистая (легко-, средне-,
тяжелосуглинистая),
глинистая
(легко-,
средне-,
тяжелоглинистая).
Песчаные и супесчаные почвы легко поддаются обработке и называются
легкими, а тяжелосуглинистые и глинистые почвы – тяжелыми.
В полевых условиях можно определить гранулометрический состав
визуально и на ощупь.
Структура
Почва может быть структурной и бесструктурной. Структура почвы –
это видимое взаимное расположение структурных отдельностей (агрегатов)
определенной формы и размеров. Агрегаты состоят из соединенных между
собой частиц (механических элементов).
Различают три основных типа структуры (табл. 1), каждый из которых в
зависимости от характера ребер, граней подразделяется на породы, а в
зависимости от размера – на типы.
Сложение почвы
Сложение
почвы
означает
взаимное
расположение
структурных
отдельностей и пор в почве. Это внешнее выражение ее плотности и
17
пористости. Сложение почвы зависит от гранулометрического и химического
состава и от влажности почвенных горизонтов.
По плотности в сухом состоянии сложение бывает слитое, плотное,
рыхлое и рассыпчатое.
Слитое (очень плотное) сложение – лопата или нож при сильном ударе
входят в почву на незначительную глубину, не более 1 см; характерно для
слитых черноземов.
Таблица 3
Классификация структурных отдельностей почв
Структура
Глыбистая
Комковатая
Ореховатая
Характеристика
Размеры отдельностей,
см
Кубовидный тип
Грани и ребра плохо выражены
Грани и ребра хорошо выражены
Зернистая
Пылеватая
0,05 – 0,7
0,05
Призмовидный тип
Cтолбчатая
Гладкие боковые грани, округлая
верхняя граница, плоская нижняя
Призматическая Гладкие, часто глянцевые грани
и острые ребра
Плитовидный тип
Плитчатая
Пластинчатая
Листовидная
более 5
0,05 – 5
0,7 – 2,0
Отдельности представлены
тонкими прослойками различной
плотности и окраски
Тонкие, не выдержанные по
простиранию пластиночки,
утончающиеся по краям
2–5
1–5
3–5
1–3
тоньше 1
Плотное сложение – лопата или нож при большом усилии входят в почву
на глубину 4-5 см, и почва с трудом разламывается руками; типично для
переходных горизонтов суглинистых и глинистых почв.
Рыхлое сложение ─ лопата или нож легко входят в почву, она легко
разламывается руками, хорошо оструктурена, но структурные агрегаты слабо
18
сцементированы между собой; наблюдается в хорошо оструктуренных
гумусовых горизонтах.
Рассыпчатое сложение – почва обладает сыпучестью, отдельные
частицы не сцементированы между собой; присуще пахотным горизонтам
супесчаных и песчаных почв.
Новообразования
К почвенным новообразованиям относятся те выделения и скопления
различных веществ, которые создаются в почвенной толще в процессе
почвообразования. Различают новообразования химического и биологического
происхождения.
По форме химические новообразования разделяют на следующие
группы:
1. Выцветы и налеты – химические вещества, которые выступают на
поверхность почвы или на стенке разреза в виде тончайшей пленочки
(например, растворимые соли);
2. Корочки, примазки, потеки – вещества, которые, выступая на
поверхности почвы или по стенкам трещин, образуют слой небольшой
толщины;
3. Прожилки и трубочки – вещества, заполняющие ходы червей или
корней, поры и трещины почвы;
4. Конкреции и стяжения – скопления различных веществ более или
менее округлой формы;
5. Прослойки – вещества, накапливающиеся в больших количествах,
пропитывая отдельные слои почвы.
По составу химические новообразования подразделяют на следующие
группы: скопления легкорастворимых солей (NaCl, CaCl2, MgCl2, Na2SO4 и т.
п.), гипса (CaSO4), карбоната кальция (CaCO3), окислов и гидратов окислов
железа, марганца и фосфорной кислоты, кремнекислоты, органических
веществ.
19
Новообразования биологического происхождения делят на следующие
группы:
червороины,
капролиты,
кротовины,
корневины,
дендриты.
Перечисленные новообразования дают возможность судить о генезисе и
плодородии почв. Поэтому необходимо определять эти новообразования при
обследовании почв.
Включения
Включения
неорганического
–
присутствующие
происхождения,
в
почве
образование
тела
которых
органического
не
связано
и
с
почвообразовательным процессом.
К ним относят обломки почвообразующей породы, рассеянные в почве;
различные формы льда, связанные с сезонной или вечной мерзлотой;
включения, образование которых связано с деятельностью живых организмов.
1.2.6 Антропогенное воздействие
В пределах точки наблюдения, а также по ходу маршрута отмечаются все
возможные источники антропогенного воздействия на окружающую среду:
1. Транспортные магистрали (ж/д, автотрассы и проселочные дороги).
Указывается
ориентировка,
плотность
потока
автомобилей,
наличие
растительности вдоль трассы.
2. Близлежащие населенные пункты с указанием примерного количества
жителей и направлением их деятельности.
3.
Сельскохозяйственные
угодья
(пастбища,
сады,
леса,
поля),
животноводческие и птицеводческие фермы.
4.
Искусственные
насаждения,
представленные
лесополосами,
с
указанием видового состава и ярусности. Отмечается наличие вырубок и
пожарищ.
5. Линии электропередач (ЛЭП), с описанием ориентировки и удаления
от точки наблюдения.
6. Крупные и мелкие промышленные предприятия с указанием характера
производства и объемов выбросов.
20
Приведенная схема описания имеет общий характер, а дополнительные
детали определяются особенностями конкретного ландшафта.
1.3 Техногенные ландшафты
Описание техногенных ландшафтов в целом производится по схеме,
аналогичной природным ландшафтам.
Особо специфично описание населенных промышленных пунктов.
Описание точки наблюдения в населенном пункте зависит от ее расположения
относительно функциональных зон (жилых, рекреационных, промышленных,
транспортных территорий). В селитебных (жилых) зонах необходимо отмечать
этажность зданий. Целесообразно выделять участки с индивидуальной,
преимущественно 1-2 этажной застройкой, 2-5, 5-9 и более, чем 9-ти этажной
застройкой. Рекреационные ландшафты (бульвары, парки, сады) описываются
аналогично биогенным ландшафтам. Для транспортных магистралей следует
указывать
ориентировку,
плотность
потока
автомобилей,
наличие
растительности. Наконец, при описании промзон, а также промышленных
ландшафтов, отмечается характер производства, особенности технологии,
состав и объемы выбросов.
1.3.1 Геоморфологическая и геологическая характеристика
Картографирование
последствий
техногенных
воздействий
на
геологическую среду – составная часть крупномасштабных экологических
исследований.
Методика
их
проведения
предусматривает
выделение
следующих подразделений техногенных отложений:
1. Техногенно-измененные (находящиеся в зоне влияния транспортных
сооружений
и
коммуникаций,
инженерно-строительных
водозаборов,
гидротехнических
сооружений,
сельскохозяйственных
территорий, селитебных систем, свалок).
сооружений,
горнодобывающих
угодий,
отвалов,
предприятий,
коммунально-складских
21
2.
Техногенно-переотложенные
(намывные
и
насыпные
грунты,
гидротехнических, транспортных и промышленных сооружений, селитебных
систем, отвалы горнодобывающих предприятий).
3.
Техногенно-образованные
(отвалы
теплоэнергетических,
металлургических и химических предприятий, свалки промышленных и
строительных отходов).
Картографирование антропогенных изменений геологической среды было
бы неполным без адекватного отображения искусственных сооружений, а
также покрытий (асфальта и т.п.). То и другое включается в естественные
круговороты и оказывает заметные воздействия на перераспределение
воздушных потоков в приземном слое, соотношение между подземным и
поверхностным стоками, геодинамические процессы.
1.3.2 Гидрологическая и гидрогеологическая характеристики
При описании точки наблюдения указываются возможные источники
загрязнения поверхностных и подземных вод. К ним относятся различные
сооружения
по
очистке
и
обезвреживанию
хозяйственно-бытовых
и
промышленных сточных вод, а также участки сброса сточных вод в
естественные водоемы и водотоки. В ходе визуальных наблюдений, отмечается
также появление посторонних окрасок, запаха, пены, пленок; гибель рыб и
других организмов.
1.3.3 Геоботаническая характеристика
При
характеристике
полеводческих
ландшафтов
указывается
вид
сельскохозяйственной культуры, фенофаза развития и санитарное состояние.
Животноводческие ландшафты (пастбища и сенокосы) описываются
аналогично лугам и степям. Более пристальное внимание обращается на АВ
(проводимые мероприятия по улучшению пастбищ: внесение удобрений,
подсев трав, орошение и т. д.), а также на наличие видов-индикаторов
засоления, повышенной влажности или остепнения. Обязательно отмечается
22
степень сбоя растений, производимого во время выпаса скота. При этом
выделяют следующие градации: несбитый луг (степь); луг заметно сбит; луг
(степь) сбит до “выгона”.
Антропогенное воздействие (АВ) на леса включает наличие вырубок
(отмечаются их размеры, доля в общей площади леса на данном участке,
примерный возраст деревьев на вырубке) и пожарищ (по такой же схеме), а
также посадка необычных для данного ландшафта пород деревьев (% участия,
возраст).
Лесотехнические ландшафты (лесополосы, площадные лесопосадки)
описываются аналогично лесам. При пересечении в маршруте лесополос
отмечается их ширина, расстояние между деревьями, высота и диаметр
деревьев, видовой состав, СС и АВ.
1.3.4 Описание почвенного покрова и заложение почвенных разрезов
Почвенные разрезы техногенных ландшафтов характеризуются большим
количеством включений, образовавшихся в результате деятельности человека
(кусочки кирпича, стекла, металлические предметы, черепки). Кроме того, сюда
относятся археологические находки, позволяющие судить о возрасте почв.
При изучении полеводческих ландшафтов в характеристике почв
необходимо отвечать наличие мелиорации (орошение, осушение). Кроме того,
при возможности следует давать перечень применяемых средств химизации
(удобрения, пестициды, мелиоранты) и информацию о сроках и дозах их
внесения.
1.4 Схема описания аквальных ландшафтов
Описание аквальных ландшафтов, в целом, ведется по той же схеме, что и
наземных. Наблюдения ведутся, в основном, по поперечным профилям, а также
по продольным и на отдельных точках. На каждой точке наблюдения
производится ее привязка, описание видового состава растительных сообществ,
геоморфологического строения берегов и русла, измеряется глубина реки.
23
Описываются пробы воды и донных отложений. В характеристику последних
входит цвет, минералогический и гранулометрический состав, наличие
органических остатков и живых организмов.
В
полевых
условиях
проводятся
измерения
окислительно-
восстановительного потенциала (Еh), рН, содержания растворенного кислорода,
температуры воды и воздуха. Как правило, для этих целей используется
автоматическая станция. При определении окислительно-восстановительных
обстановок в донных отложениях наряду с непосредственным измерением Eh
учитывается окраска илов и наличие запаха сероводорода. Для окислительной
обстановки характерны бурые, желтые тона; для восстановительной глеевой ─
серые, сизые; для восстановительной сероводородной ─ сажисто-черные, с
характерным запахом сероводорода.
2. ОПРОБОВАНИЕ
2.1 Общие положения
Эколого-геохимические
исследования
подразделяются
на
четыре
основные стадии:
1. Региональные работы (1:2000000-1:200000);
2. Среднемасштабные работы (1:100000-1:50000);
3. Крупномасштабные (1:25000-1:10000);
4. Режимные наблюдения.
Расстояние между точками обязательного наблюдения меняется в
зависимости от масштаба. Опыт проведенных исследований позволяет
рекомендовать расстояния между профилями и точками наблюдения на них,
приведенные в табл.4.
Сгущение сетки наблюдений проводится на участках с особо сложным
ландшафтно-геохимическим строением, при наличии нескольких крупных и
удаленных друг от друга загрязнителей, при различных способах поступления
загрязняющих веществ от загрязнителя на изучаемую территорию и в других
24
аналогичных случаях с особо сложными экологическими и ландшафтногеохимическими условиями.
Таблица 4
Густота сети наблюдений при эколого-геохимических исследованиях
Масштаб
работ
Расстояние, м
между
между
профилями
точками
наблюдения
Масштаб
работ
1:2000000
1:1000000
1:500000
1:200000
около 20000
15000-10000
10000-5000
5000-2000
1:100000
1:50000
1:25000
1:10000
около 2000
1000-1500
5000
2000
Расстояние, м
между
между
профилями
точками
наблюдени
я
1000
1000
500
500
250
250-50
100
100-10
Минимальное число точек, характеризующих конкретный ландшафт – 30.
При планировании маршрутов следует стремиться располагать их таким
образом, чтобы равномерно покрыть всю площадь каждого выделенного
ландшафта.
2.2 Педохимическое опробование
Отбор
педохимических
проб
производится
при
ландшафтно-
геохимических исследованиях на суше (из почвенных горизонтов) и пределах
аквальных ландшафтов (из илов). Почвенные пробы отбираются из верхнего
почвенного горизонта с глубины 0-20 см, а при проходке шурфов ─ из каждого
почвенного горизонта и из почвоподстилающих пород. Верхний почвенный
горизонт опробуется методом «конверта»: с площадки размером 10 × 10 м
берут 5 проб ─ 4 по углам и 1 в центре и формируют, таким образом, одну
пробу массой 100–200 г.
Почвенные образцы в шурфе отбираются задирковым или пунктирнобороздовым способом. Опробование донных отложений ведется специальными
дночерпателями, а почв – с помощью лопаты или геологического молотка.
В
случаях
опробования
техногенных
ландшафтов
выбор
мест
опробования определяется задачами исследования. В некоторых случаях
(преимущественно
вне
городской
застройки
либо
при
инженерно-
25
экологических
изысканиях
на
площадках
размещения
проектируемых
объектов) используются геометрически правильные сетки заданного размера. В
условиях плотной городской застройки такая методика неосуществима,
местность подвержена быстрым изменениям, и выбор мест опробования
целесообразно проводить непосредственно при выполнении маршрута. При
этом рекомендуется опробовать:
 Характерные точки в замкнутых и полузамкнутых пространствах дворов,
в скверах и на газонах, т. е там, где существуют благоприятные условия
для длительного накопления атмосферных выпадений;
 Места с наиболее высокой вероятностью нахождения опасных веществ;
несанкционированные свалки. Внешний облик которых дает основание
предполагать наличие промышленных отходов; места расположения
опасных объектов, в том числе в прошлом;
 Места наиболее вероятного поступления почвенных частиц в организм
человека, т. е игровые площадки в детских дошкольных учреждениях и
во дворах, спортплощадки и школьные стадионы, рекреационные зоны.
Все пробы почв и донных отложений отбираются в специальные
мешочки из светлой прочной ткани с пришитым в верхней части завязками. На
нижней половине мешочка заранее должен быть написан порядковый номер,
который вносится в полевой журнал. При этом не должно быть мешочков с
одинаковым
номером.
Возможно
использование
непронумерованных
мешочков. В этом случае в каждую пробу вкладывается бумажка-этикетка с
номером; однако, ввиду непрочности этикеток этот способ менее удобен.
Описание материала проб ведется в соответствии с разделом 1.2.5. Пробы
почв и донных отложений должны быть доведены до воздушно-сухого
состояния посредством сушки на солнце (летом), в сушильных шкафах или над
очагом (в остальное время года). В процессе сушки глинистые пробы следует
периодически разминать для избежания их ссыхания в твердые комки. После
высыхания пробы необходимо пересыпать в пакеты из плотной бумаги.
26
2.3 Биогеохимическое опробование
Биогеохимическому
опробованию
подвергаются
наиболее
распространенные виды естественной растительности и сельскохозяйственных
культур.
Опираясь на опыт ландшафтно-геохимических исследований в пределах
Ростовской области можно рекомендовать массовое опробование следующих
растений: пырея ползучего, овсяницы луговой, тростника, полыни австрийской
─ для биогенных и пастбищных ландшафтов; пшеницы, ячменя, кукурузы,
люцерны,
эспарцета,
суданской
травы,
подсолнечника
и
др.
–
для
полеводческих ландшафтов.
Как
правило,
биогеохимическое
опробование
производится
одновременно с педохимическим. Отбор проб культур производится только по
достижении товарной зрелости. В пробу отбираются те части растений,
которые непосредственно используются в пищу человеком или животными.
Сырая масса пробы – не более 1 кг.
Список видов опробуемых растений (русское название и принятое в
ботанике латинское наименование) и их цифровые шифры приводятся на
первой
странице
каждого
полевого
журнала.
При
регистрации
проб
используются эти сокращения.
Все пробы должны быть высушены в полевых условиях до воздушносухого состояния. После просушивания желательно их измельчить и
переложить из мешочков в специальные бумажные пакеты.
2.4 Гидрогеохимическое опробование
Отбор водных проб при изучении аквальных ландшафтов производится
из рек, каналов, водохранилищ и других естественных и искусственных
водоемов. При ландшафно-геохимических исследованиях на суше пробы могут
отбираться из рек, ручьев, болот, родников, отстойников, горных выработок.
Отбор проб производится в стеклянные или пластмассовые бутылки в
количестве, необходимом для выполнения нужных определений. Основным
27
условием, которое необходимо соблюдать при отборе проб воды, являются
чистота посуды, пробок и герметичность укупорки. Емкость и приборы для
отбора
проб
тщательно
моются
5%
раствором
соляной
кислоты
и
ополаскиваются 2 раза дистиллированной водой.
Перед взятием пробы воды бутылки и пробки не менее 2-х раз
ополаскиваются водой, отбираемой на анализ. При отборе пробы нужно
следить, чтобы в нее не попали посторонние частицы (ил, растительность и т.
д.). Пробы воды, которые берут для определения Cu, Zn, Pb и других металлов,
непосредственно на месте отбора после определения pH подкисляют соляной
кислотой, проверенной на безметальность из расчета 3 мл HCl на 1 л воды.
Пробы на Ag и Hg подкисляются таким же образом серной кислотой из расчета
3 мл H2SO4 на 1 л воды. Пробы воды на сухой остаток для спектральных
определений также подкисляются безметальной H2SO4.
На каждую пробу составляют этикетку, в которой указывают ее номер,
место отбора, объем воды, на какое определение посылается и подкислена или
нет. Этикетку привязывают к горлышку бутылки. При отборе пробы
производят все наблюдения и измерения, о которых говорилось в разделе 1.2.2.
Пробы из источников отбираются либо в бутылку непосредственно, либо
с помощью фарфоровой или эмалированной кружки. На малых и средних реках
поверхностные пробы воды отбираются специально предназначенным для этой
цели белым полиэтиленовым ведром. На более крупных реках и водоемах
(особенно при отборе с глубин) применяются различные виды винилпластовых
батометров.
На неглубоких водотоках (2–3 м) пробы воды на точках наблюдения
отбираются с глубин 0,2–0,5 м от поверхности. При небольшой ширине русла
(до 20–30 м) возможен отбор одной такой пробы в центре потока. На всех
водотоках более оправдан отбор 3-х проб (в центре и ближе к берегам), которые
затем определяются на месте отбора. При работах на крупных реках возможен
отбор проб с различных горизонтов. Как правило, пробы берутся по 3-м
28
вертикалям (в центре и ближе к берегам) с 3-х уровней (поверхностный,
серединный и придонный).
Пробы, предназначенные для отправки в лабораторию, хранят в
прохладном
герметически
помещении,
защищенном
укупоренными.
Для
от
прямых
транспортировки
солнечных
проб
в
лучей,
бутылках
целесообразно использовать специальные ящики с гнездами и крышками,
применяя для упаковки опилки, сено или другие материалы.
При любом виде опробования обязательно проводится контрольный
отбор проб в объеме 3–5 % от общего числа проб. Контрольное
гидрогеохимическое опробование проводится в то же время, что и основное, а
биогеохимическое – в ту же фенофазу. Ежедневно все маршруты с точками
пробоотбора должны выносится на сводную карту фактического материала.
29
Приложение 1
Министерство образования и науки РФ
Ростовский государственный университет
Геолого-географический факультет
Комплексная геоэкологическая экспедиция
Отряд________________________________________________________
Полевой журнал №__________________________________
Начальник отряда______________________________________________
Ф.И.О.
Исполнитель__________________________________________________
Ф.И.О.
__________________________________________________
Ф.И.О.
___________________________________________________
Ф.И.О.
___________________________________________________
Ф.И.О.
Начат “___” _______________________200 _г.
Окончен “___” _______________________200 _г.
Нашедшего полевой журнал просим возвратить по адресу:
344090 г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40,
кафедра геоэкологии и прикладной геохимии.
30
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алексеенко В.А. Геохимия ландшафта и окружающая среда. М. Наука,
1990. ─ 142 с.
2. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия. М. Логос, 2000. ─ 627 с.
3. Геохимия окружающей среды / Сает Ю.Е. , Ревич Б.А., Янин Е.П. и др.
М. Недра,1990. ─ 335 с.
4. Закруткин В.Е. Геохимия ландшафта и техногенез. Ростов-на-Дону.
Изд-во СКНЦ ВШ, 2002. ─ 308 с.
5.
Инструкция
по
геохимическим
методам
поисков
рудных
месторождений / М-во геологии СССР. М. Недра, 1983. ─ 191 с.
6. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Вальков В.Ф. Биологическая
диагностика и индикация: методология и методы исследований. Ростов-наДону. Изд-во РГУ, 2003. ─ 204 с.
7. Стурман В.И. Экологическое картографирование. М. Аспект Пресс,
2003. ─ 251 с.
8. Хаванский А.Д., Приваленко В. В. Геохимическая оценка состояния
речной системы Нижнего Дона. Ростов-на-Дону, Изд-во РГУ, 1990. ─ 144 с.
31
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Введение
3
1. Визуальные наблюдения
4
1.1. Общие положения
4
1.2. Природные ландшафты
5
1.2.1. Геоморфологическая характеристика
5
1.2.2. Гидрологическая и гидрогеологическая характеристика
6
1.2.3. Геологическая характеристика
7
1.2.4. Геоботаническая характеристика
7
1.2.5.Описание почвенного покрова и заложение почвенного разреза
9
1.2.6. Антропогенное воздействие
19
1.3. Техногенные ландшафты
20
1.3.1. Геоморфологическая и геологическая характеристики
20
1.3.2. Гидрологическая и гидрогеологическая характеристика
21
1.3.3. Геоботаническая характеристика
21
1.3.4. Описание почвенного покрова и заложение почвенного разреза
22
1.4. Схема описания точки наблюдения для аквальных ландшафтов
22
2. Опробование
23
2.1. Общие положения
23
2.2. Педохимическое опробование
24
2.3. Биогеохимическое опробование
26
2.4. Гидрогеохимическое опробование
26
Приложение 1
29
Список литературы
30