Оценка экологического состояния Смоленской области

Водоносные комплексы четвертичных порово-пластовых вод (Q) на рассматриваемой территории распространены почти повсеместно. Они содержат грунтовые и напорные воды. Четвертичную толщу слагают в основном ледниковые образования, для которых характерно чередование моренных и межморенных толщ. Моренные толщи представлены валунными супесями, суглинками, песками. В наиболее полных разрезах насчитывается до трех-четырех моренных горизонтов. Они служат относительными водоупорами. Водовмещающие породы обычно межморенные, надморенные или подморенные флювиогляциальные или аллювиальные пески различной зернистости с большим или меньшим содержанием пылевато-глинистых примесей, гравийно-галечный материал с прослоями и линзами супесей, суглинков и глин. Они образуют водоносные горизонты, гидравлически связанные между собой, составляющие единый комплекс мощностью от 5 - 15 до 80 - 100 м и более. Коэффициенты фильтрации пород колеблются от тысячных долей до 36 - 37 м/сут. Глубина залегания грунтовых вод до 10 - 12, реже 25 - 30 м. В пониженных участках они выходят на поверхность. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах до 30 - 33 м от поверхности земли, в поймах рек скважины часто фонтанируют на 0,8 - 4 м при напорной высоте от 1,5 до 135 м, иногда до 200 м. Удельные дебиты скважин от тысячных долей до 7 - 10 л/с. Воды пресные с минерализацией 0,2 - 0,7 г/кг, гидрокарбонатные кальциевые. На небольших участках в долинах рек Днепр, Остер, Десна наблюдается увеличение минерализации грунтовых вод до 1,3 - 4,5 г/кг и изменение их химического состава (повышенное содержание сульфатов и хлоридов), связанное с восходящей фильтрацией минерализованных вод по тектонически ослабленным зонам. Воды четвертичных отложений повсеместно используются для водоснабжения сельских населенных пунктов.

Активное использование агрохимических средств, стоки с крупных животноводческих комплексов, несоблюдение норм санитарной охраны вызывают загрязнение водоносного комплекса нитратами, нитритами, хлоридами, сульфатами. Особенно плохо защищены грунтовые воды, в связи, с чем их эксплуатация бытовыми колодцами не всегда экологически безопасна.

Рельеф

Основные черты рельефа большей части территории Смоленской области сложились в плейстоцене в результате ледниковой экзарации и аккумуляции, а также эрозионно-аккумулятивной деятельности талых ледниковых вод. Ледниковый рельеф частично преобразован флювиальными, эоловыми и некоторыми другими процессами. В зависимости от главных факторов рельефообразования и приуроченности к области того или иного оледенения выделяются ледниковые, флювиогляциальные, озерно-ледниковые группы, типы и формы рельефа валдайского, московского и днепровского возраста, а также плиоцен-раннеплейстоценовый эрозионно-денудационный, валдайский и современный флювиальный и эоловый рельеф.

Ледниковый рельеф

К группе ледникового рельефа отнесены полигенетические типы и формы как собственно ледникового, так и водноледникового происхождения. Это краевые ледниковые образования и моренные равнины.

В пределах Смоленско-Московской возвышенности преобладает крупнохолмистый рельеф с превышениями до 25 - 40 м. Южнее, в бассейне Десны, развит средне- и мелкохолмистый рельеф. При наличии покрова лессовидных пород грани рельефа приобретают более мягкие очертания, в нижней части склонов возникают условия для развития овражной эрозии. Описанный рельеф возник в процессе отступания ледника.

Южнее города Рославль находятся напорные гряды, сформированные днепровским ледником - Рославльская, Асельская и Кочевская. Они расположены по бортам погребенной ледниковой ложбины и резко выделяются в современном рельефе. Длина гряд 25 – 30 км, ширина 5 - 8 км, высота до 80 м, склоны изрезаны оврагами и балками.

Моренные равнины характеризуются, главным образом, холмистым рельефом, тяготеющим к периферии конечно-моренных массивов и гряд. В первом случае поверхность ее средне-и мелкохолмистая, с многочисленными, иногда собранными в группы, холмами овальной формы высотой 3 - 10 м, которые сливаются своими основаниями или разделены заболоченными понижениями; наблюдаются термокарстовые западины. Часто встречаются озера. По происхождению большинство из них рытвинные, имеют вытянутую форму и соединяются протоками.

Водно-ледниковый рельеф

В формировании этого рельефа главную роль играли потоки талых ледниковых вод. Выделяются аккумулятивные и эрозионные формы. К первым относятся флювиогляциальные равнины, долинные зандры, камы, озы, флювиогляциальные дельты, вторые представлены подледниковыми рытвинами.

Флювиогляциальные равнины. Поверхность равнины мелкохолмистая и полого-волнистая (амплитуда высот до 5 м), что обусловлено неравномерной аккумуляцией материала или его малой мощностью.

Зандровые равнины 1 - 3 м. В доледниковых ложбинах перед фронтом ледника формировались плоские долинные зандры (ложбины стока, унаследованные долинами рек (Днепр).

Почвенный покров

На территории изучаемого хозяйства «Маравлянка» Ярцевского района Смоленской области с помощью многочисленных разрезов был установлен характер почвенного покрова. Было выяснено, что почвенный покров представлен типичными для всей Смоленской области дерново-подзолистыми почвами, относящимися к подтипу умеренно промерзающих. Наряду с основным и подзолистым процессами имеет место и глеевый процесс, приводящий к оглиению почвенного профиля как с поверхности, так и, в отдельных случаях, по всем генетическим горизонтам. Поэтому среди обычных дерново-подзолистых почв формируются дерново-подзолистые поверхностно-глееватые и, соответственно, дерново-подзолистые глеевые.

Ниже приводится перечень восьми выделенных по степени оподзоленности и глубины оподзоливания видов почв, встречающихся на обследованной территории.

1. Базовый разрез №40. Значительная мощность (28см) имеющегося пахотного горизонта (Aп), уменьшение содержания кркмнезёма (A2 – 81,2%, B2 – 70,41%, BC – 72,5%) и увеличение по валовому составу полуторных окислов R2O3, CaO и MgO вниз по профилю начиная с горизонта A2, свидетельствуют о том, что перед нами дерново-подзолистая почва. Этому соответствует и кислая реакция почвы, снижающаяся вниз по профилю (A2 -4,5; B2 – 4,7;BC – 4,8). Содержание же в Aп физической глины (<0,01 мм) 21,1%, а в горизонте BC – 29,7% говорит об этой почве о легкосуглинистой на лёгком суглинке. Нижняя граница горизонта A2 – 33см, т.е. почва среднеглубокоподзолистая. Поскольку дневная поверхность почвы лежит между горизонтами с отметками абсолютных высот соответственно 180 и 200, то материнская порода – покровный моренный суглинок. Итак, общее название почвы – дерново-среднеглубокоподзолистая легкосуглинистая на покровном моренном лёгком суглинке. Индекс - Пд2/4лПл.

2. Базовый разрез №93. Разрез имеет сходные диагностические признаки (Aп – 25см, сходное распределение SiO2, R2O3, CaO и MgO по профилю, содержание физической глины в горизонте A2 16,2%), но отличается большим кремнезёма (A2 – 83,5%) и физической глины в горизонте BC (30,4%). Дневная поверхность лежит выше 200м над уровнем моря; нижняя граница A2 – 38см. Это дерново-сильноглубокоподзолистая легкосуглинистая почва на покровном лёссовидном среднем суглинке (Пд3/4лПлс).

3. Базовый разрез №31. В разрезе данной почвы отсутствует не только горизонт A1, но и A2, которые вовлечены в Aп (пахотный горизонт), мощностью 25см, что свидетельствует об эродированности. Другие данные – pH 5,2-4,7; накопление кремнезёма в верхней части профиля (Aп – 80,0%, B1 – 73,3%, BC – 76.8%) и увеличение содержания R2O3, CaO, MgO вниз по профилю, содержание физической глины в Aп 21,2%, в BC – 29,2%, говорят о дерново-подзолистой легкосуглинистой среднесмытой на покровном лёссовидном суглинке (дневная поверхность выше 190м над уровнем моря). Индекс – ПдлПл .

4. Базовый разрез №67. Наблюдается строение профиля, аналогичное предыдущему, где Aп включил в себя горизонт A2 (мощность 25см). Реакция среды мене кислая (Aп – 5,2; B1 – 5,1; BC – 5,4), большое количество в верхней части профиля накопленного кремнозёма (90,0), вынос полуторных окислов, CaO и MgO вниз по профилю, содержание физической глины в горизонте Aп 12,6%, в BC 27,6%. Дневная поверхность ниже 200м над уровнем моря. Данная почва – дерново-подзолистая супесчаная среднесмытая на покровном моренном лёгком суглинке (.ПдуПл )

5. Базовый разрез №51. Данный разрез помимо всех признаков, характерных для дерново-подзолистых почв (наличие довольно мощного горизонта A1 (15см), pH 4,7-4,6 соответственно A1 и A2 горизонтов, накопление кремнезёма, вынос кальция, магния, полутороокисей вниз по профилю, высокий процент гумуса в A1 (6,72%)), имеет признаки оглиения по всему профилю. Содержание физической глины: A1g – 34,7%, A2g – 29,2%, глубина залегания нижней границы A2g – 32см. Это дерново-среднеглубокоподзолистая глеевая среднесуглинистая на лёгкой глине почва (Пдг2/4сГлг).

6. Базовый разрез №84. Aп включает горизонт A2 (мощность 28см), pH 5,3-4,5-4,7 соответственно для горизонтов Aп; B; BC; вынос CaO, MgO, R2O3 вниз по профилю, накопление SiO2 в его верхней части. Содержание физической глины для горизонтов Aп и BC составляет 21,6% и 29,2% соответственно. Абсолютная отметка залегания дневной поверхности почвы – выше 185м. Почва дерново-подзолистая легкосуглинистая на покровном моренном лёгком суглинке, смытость средняя (ПдлПл ).

7. Базовый разрез №49. Пахотный слой отсутствует, представлены горизонты A1 (10см), A2 нижняя граница залегания – 26см); pH 4,2; 4,3; 4,0; 4,1 соответственно для горизонтов A1, A2, B и BC. Первые три горизонта имеют признаки оглиения. Распределение кремнезёма, Ca, Mg и R2O3 по профилю типично для оподзоленных почв. Физическая глина: A1g – 23,0%; BC – 23,1%. Это дерново-сильнонеглубокоподзолистая глеватая легкосуглинистая почва на покровном моренном лёгком суглинке (залегает ниже 200м над уровнем моря). Индекс - Пдг3/3лПл.

8. Базовый разрез №60. Aп мощностью 25см, нижняя граница залегания горизонта A2 39см; pH Aп – 5,0; A2 – 4,7; горизонт BC возрастает до 5,9. Содержание SiO2 в горизонте A2 90,3%, в BC – уменьшается до 73,3%. Вниз по профилю наблюдается значительное уменьшение валового CaO, MgO и R2O3. Процент физической глины в Aп – 12,0, в BC – 31,9. Почва дерново-сильнонеглубокоподзолистая супесчаная на покровном моренном среднем суглинке (Пд3/3уПс).

Почвообразовательные процессы

Для всех вышеперечисленных видов почв характерно проявление как дернового, так и подзолистого процессов. Сущность дернового процесса заключается в активном гумусообразовании и накоплении хорошо структурированного органического вещества в горизонте A1 под воздействием достаточно хорошо развитой травянистой растительности. Высокая степень разветвлённости корневых систем и их контакт с минеральной частью почвы способствуют поступлению органического вещества непосредственно в почвенный профиль при разложении ризомассы и закреплению образующегося гумуса.

Если дерновый процесс приводит к появлению гумусового горизонта A1, то подзолистый процесс формирует элювиальный горизонт A2 (вымывания), в котором под действием химически агрессивных кислот (продуктов разложения лесной подстилки) происходит разрушение и вынос вниз по профилю и за его пределы первичных и отчасти вторичных минералов. В результате формируется иллювиальный горизонт (вмывания). Именно этими процессами обуславливается неравномерное распределение элементов по профилю в вертикальной плоскости: в верхних горизонтах накапливается наиболее устойчивый кремнезём, а переведённые кислыми агентами кальций, калий, магний и другие элементы питания сосредотачиваются в иллювиальном генетическом горизонте.

Глеевый процесс проявляется в различной степени в ряде почв. Он связан с образованием агрессивных подвижных органических и неорганических соединений вследствие разрушения и восстановления первичных минералов. Это приводит к минерализации закисных соединений железа и марганца, появлению подвижного алюминия.

Для данных оплываемых почв следует говорить скорее об эллювиально-глеевом процессе, протекающем под влиянием сезонного избыточного увлажнения, создающего анаэробные условия, необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов, принимающих активное участие в восстановлении железа. Образующиеся органо-минеральные комплексы мигрируют с нисходящими и боковыми водными потоками. В результате формируется осветленный и бедный гумусом и элементами питания профиль. Если оглеение затрагивает лишь верхние горизонты и представлено локально, то говорят о наличии глееватости почвы.

Все вышеназванные процессы протекают в условиях промывного водного режима. Водный режим в значительной степени определяется характером рельефа, на котором залегает почва.

На территории изучаемого хозяйства наиболее распространены три вида почв (1, 2 и 8), приуроченные к водораздельным поверхностям, седловинам, выположенным лощинам. Они характеризуются высокой и средней степенью оподзоленности на значительную глубину. На крутых и среднекрутых склонах холмов и оврагов, по ложбинам развиты процессы водной эрозии, поэтому здесь распространены средне- и сильносмытые дерново-подзолистые почвы, у которых горизонт A2 (подзолистый) вовлечён в Aп.

Эти почвы (виды3, 4 и 6) характеризуются маломощным профилем не превышающим 1м (хотя для данного подтипа дерново-подзолистых почв мощность 150см и более – не редкость). В межувалистых депрессиях, пойме рек, днищам оврагов формируются почвы с признаками оглеения (виды 5 и 7) и интенсивным оподзоливанием.

Такая закономерность распределения почв по элементам микрорельефа находится в соответствии с законом аналогичных топографических рядов почв, согласно которому дерново-подзолистые почвы, являясь зональными, т.е. генетически самостоятельными, формируются преимущественно на водоразделах. Именно на водоразделах (плакорах) подзолистый процесс протекает наиболее интенсивно и дерново-подзолистые почвы, являясь в целом автоморфными, приурочены генетически к элювиальным и элементарным геохимическим ландшафтам. Эти ЭГЛ характеризуются разрушением минералов, выщелачиванием и выносом водорастворимых соединений в условиях промывного водного режима.

При возрастании крутизны склонов усиливаются эрозионные процессы и степень смытости возрастает, т.е. смытые почвы (3, 4 и 6) формируются в трансэлювиальном ЭГЛ, где сочетаются элювиальный вынос мобильных форм веществ с их поверхностно-внутрипочвенном переносе. В аккумулятивных ЭГЛ, приуроченных к отрицательным формам рельефа, где скапливается илистая фракция и куда поступают вещества в составе жидкого и твёрдого стока, а грунтовые воды часто смыкаются с почвенными, в условиях нарастающего гидроморфизма, формируются почвы полугидроморфного типа с признаками оглеения (виды 5 и 7).