On some physical and chemical properties of soils of sandy outcrops of the West Siberian northern regions

Cover Page

Abstract


The ancient aeolian forms of relief, which are mainly covered with pineries and coniferous forests, are widely spread in the territory of Western Siberia. Anthropogenic transformation of these landscapes leads to the formation of technogenic deserts and sandy outcrops on soils of light mechanical structure generally because of the development of oil and gas extraction industry. Such transformed ecosystems are often met in the north of the West Siberian Plain within a subzone of northern taiga of the taiga natural zone and the zone of the forest-tundra. In 2016–2017, we explored three sites of sandy outcrops in the territory of Purovsky District of Yamalo-Nenets Autonomous Okrug (Tyumen region): in 27 km to the south from Muravlenko, in 32 km to the southwest from Gubkinsky and in 23 km to the East-southeast of New Urengoy. The first two sites are located within the northern taiga; the third site is at the southern border of the forest-tundra, in the area of its gradual transition to the northern taiga.

Results of the conducted researches show the considerable changes in a number of physical and chemical properties of podsolic sandy soils of technogenic deserts in comparison with soils of undisturbed ecosystems. We have revealed statistically significant decrease in the acidity of the surface soil layer to 5–6 units рН due to the destruction of the top soil horizons and exposure of the illuvial and eluvial horizons having smaller acidity. Our researches show the reduction of maintenance of fine fractions – clay and dusty particles – in the transformed soils and, respectively, increase in content of sand up to 95–100%. Also we have revealed statistically significant reduction of soil moisture content in soils of sandy outcrops. 

Thus, the soils of technogenic deserts are characterized by ease, flowability, they are usually not fixed by vegetation and easily are affected by wind. The ecotopes, which are formed on sandy outcrops, differ in extreme conditions. They can be mastered only by a small number of specialized species-erosiophiles, shifting to disturbed felted habitats with similar natural ecotopes with the friable sandy and sabulous sandy soils, often mobile soil typical of marine and lake shallows, river alluvium, taluses, slopes of ravines. On the periphery of sandy outcrops the shafts of falling up to 4,5–5,5 m high are formed. They constitute the real danger to natural undisturbed north taiga and forest-tundra ecosystems, burying them under sandy masses.


Olga A. Kapitonova

Tobolsk complex scientific station, Ural branch of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: kapoa.tkns@gmail.com

Russian Federation, Tobolsk, Akademik Osipov Street, 15

Kristina Yu. Aksarina

Tobolsk complex scientific station, Ural branch of Russian Academy of Sciences

Email: kapoa.tkns@gmail.com
Tobolsk, Akademik Osipov Street, 15

  • Васильевская В.Д., Иванов В.В., Богатырев Л.Г. 1986. Почвы севера Западной Сибири. М.: Изд-во Моск. Ун-та. 227 с.
  • Гаврилова И.П., Долгова Л.С., Караваева Н.А., Павленко И.А., Уфимцева К.А. 1971. Почвы тайги // Атлас Тюменской области. Вып. 1. М.-Тюмень: Главное управление геодезии и картографии при Совете министров СССР. С. 4–7 к листу 20.
  • Гиляров М.С. 1965. Почвенные животные как компоненты биоценоза // Журнал общей биологии. Т. 26. С. 276–288.
  • ГОСТ 12536-2014. 2015. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава. М.: Стандартинформ. 22 c.
  • ГОСТ 17.4.3.01–83. 2004. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб. М.: ИПК Издательство стандартов. 4 с.
  • ГОСТ 26423–85. 1985. Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки. М. 9 c.
  • ГОСТ 28268–89. 1989. Почвы. Методы определения влажности, максимальной гигроскопической влажности и влажности устойчивого завядания растений. М. 8 с.
  • Добровольский Г.В., Шеремет Б.В., Афанасьева Т.В., Палечек Л.А. Почвы. Энциклопедия природы России. М.: ABF, 1998. 368 с.
  • Дорогостайская Е.В. 1972. Сорные растения Крайнего Севера СССР. Л.: Изд-во «Наука», Ленингр. отд. 172 с.
  • Дружинина О.А., Мяло Е.Г. 1990. Охрана растительного покрова Крайнего Севера: проблемы и перспективы. М.: Агропромиздат. 176 с.
  • Земцов А.А. 1976. Геоморфология Западно-Сибирской равнины: Северная и центральная части. Томск: Изд-во Томского ун-та. 344 с.
  • Ивантер Э.В., Коросов А.В. 1992. Основы биометрии: Введение в статистический анализ биологических явлений и процессов: Учебное пособие. Петрозаводск: Изд-во Петрозаводск. гос. ун-та. 168 с.
  • Западная Сибирь / Отв. ред. тома Г.Д. Рихтер. 1963. М.: Изд-во АН СССР. 488 с.
  • Казанцева Л.А. 2007. Пространственная изменчивость ландшафтных и геокриологических условий естественных и нарушенных экосистем северной тайги Западной Сибири // Криосфера Земли. Т. XI, № 2. С. 14–18.
  • Капитонова О.А., Селиванов А.Е., Капитонов В.И. 2017a. Структура растительных сообществ начальных стадий сукцессий на антропогенных песчаных обнажениях лесотундры и северной тайги Западной Сибири // Сибирский экологический журнал. Вып. 6. С. 731–745. doi: 10.15372/SEJ20170606.
  • Капитонова О.А., Селиванов А.Е., Капитонов В.И. 2017б. Пространственная динамика растительности на антропогенных песчаных обнажениях в северотаежной подзоне Западной Сибири // Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования: Сб. материалов III Международ. научно-практ. конф., посвященной 85-летию Астраханского гос. ун-та. Астрахань: Издатель Сорокин Роман Васильевич. С. 80–84.
  • Ковриго В.П., Кауричев И.С., Бурлакова Л.М. 2008. Почвоведение с основами геологии. М.: КолосС. 439 с.
  • Коронатова Н.Г., Миляева Е.В. 2011. Сукцессия фитоценозов при зарастании выработанных карьеров в подзоне северной тайги Западной Сибири // Сибирский экологический журнал. № 5. С. 697–705.
  • Лазуков Г.И. 1971. Геоморфологические особенности // Атлас Тюменской области. Вып. 1. М.-Тюмень: Главное управление геодезии и картографии при Совете министров СССР. С. 2–3 к листу 10.
  • Ливеровская И.Т. 1971. Почвы тундры и лесотундры // Атлас Тюменской области. Вып. 1. М.-Тюмень: Главное управление геодезии и картографии при Совете министров СССР. С. 2–4 к листу 20.
  • Матышак Г.В. 2009. Особенности формирования почв севера Западной Сибири в условиях криогенеза: Автореф. дисс. … канд. биол. наук по спец. 03.00.27 – почвоведение. М. 25 с.
  • Москаленко Н.Г. 1991. Антропогенная динамика растительного покрова севера Западной Сибири: Автореф. дис. … докт. геогр. наук. М. 44 с.
  • Москаленко Н.Г. 2009. Изменение температуры пород и растительности под влиянием меняющегося климата и техногенеза в Надымском районе Западной Сибири // Криосфера Земли. Т. XIII, № 4. С. 18–23.
  • Москаленко Н.Г. 2012. Изменения криогенных ландшафтов северной тайги Западной Сибири в условиях меняющегося климата и техногенеза // Криосфера Земли. Т. XVI, № 2. С. 38-42.
  • Определение гранулометрического состава грунтов: методические указания / Составители: В.В. Фурсов, М.В. Балюра. 2007. Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та. 21 с.
  • Охотин В.В. 1933. Классификация грунтов на основе их физических и механических свойств. Л.: ОГИЗ Ленгострансиздат. 72 с.
  • Селиванов А.Е., Капитонов В.И., Еремеева Н.В., Капитонова О.А. 2016. Особенности зарастания песчаных обнажений на севере Западно-Сибирской равнины // Международный научно-исследовательский журнал. № 10 (52). Часть 4. С. 41–45. doi: 10.18454/IRJ.2016.52.143.
  • Сизов О.С. 2015. Геоэкологические аспекты современных эоловых процессов северотаежной подзоны Западной Сибири [Электронный ресурс]. Новосибирск: Академическое изд-во «Гео». 124 с. URL: http://www.ikz.ru/cryosophy/library (дата обращения: 23.02.2018).
  • Сизов О.С., Лоботросова С.А. 2016. Особенности восстановления растительности в пределах участков развеваемых песков северотаежной подзоны Западной Сибири // Криосфера Земли. Т. ХХ, № 3. С. 3–13.
  • Соромотин А.В. 2007. Техногенная трансформация природных экосистем таежной зоны в процессе нефтегазодобычи (на примере Тюменской области): Автореф. дис. … докт. биол. наук по спец. 03.00.16 – экология. Тюмень. 48 с.
  • Соромотин А.В. 2010. Воздействие добычи нефти на таежные экосистемы Западной Сибири: монография. Тюмень: Изд-во Тюменского государственного университета. 320 с.
  • Хренов В.Я. 2011. Почвы криолитозоны Западной Сибири: морфология, физико-химические свойства, геохимия. Новосибирск: Наука. 211 с.
  • Шилова И.М. 1977. Первичные сукцессии растительности на техногенных песчаных обнажениях в нефтегазодобывающих районах Среднего Приобья // Экология. № 6. С. 5–14.

Views

Abstract - 41

PDF (Russian) - 10

PlumX


Copyright (c) 2018 Kapitonova O.A., Aksarina K.Y.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.