Магистерская работа по геологии на тему Почвы северо-восточной части макросклона хребта харатас республика хакасия (почвы в вертикальной зональности)

1. История изучения почв северо-восточного макросклона хребта Харатос
Исследование почвенного покрова восточных склонов Кузнецкого Алатау имеет более чем вековую историю, охватывает несколько этапов научного анализа и классификации почв. Ниже представлено обобщение этих этапов и информация о современных исследованиях в данной области.
1 этап. Первичные исследования и описание вертикальной поясности почв (начало XX века).
В 1910-1911 гг. Л.И. Прасолов и Н.Д. Емельянов провели первые исследования почвенного покрова в междуречье Белого и Черного Июса. Л.И. Прасолов описал черноземовидные почвы, назвав их «тучными» или «лесными суглинками». Он отметил отсутствие оподзоленности у горных лесных почв и высокое содержание гумуса в горизонте А (более 20%). Эти наблюдения согласуются с анализами Н.Н. Волкова, приведенными в статье К.Д. Глинки, который считал эти почвы аналогичными сазовым по генезису.
2 этап. Систематизация и классификация (1937-1952 гг.).
С 1937 года Б.Ф. Петров проводил маршрутные обследования почв Кузнецкого Алатау. В 1952 году он опубликовал монографию о почвообразовании и почвенных ресурсах Алтае-Саянской провинции, где выделил темноцветные лесные почвы. Н.Д. Градобоев классифицировал их как черноземно-лесные, а Н.И. Ильиных рассматривал в типе горных дерново-лесных почв на уровне подтипа горных дерновых лесных темноцветных (обыкновенных) почв.
3 этап. Региональные классификации и оценка почвенных ресурсов (1963-1990 гг.).
С 1963 года под руководством профессора М.Г. Танзыбаева начались исследования почв Хакасии. В 1993 году им была опубликована монография «Почвы Хакасии», в которой он обобщил данные по почвенному покрову территории и предложил пути рационального использования почвенных ресурсов. М.Г. Танзыбаев рассмотрел тип дерновых лесных почв на восточном макросклоне Кузнецкого Алатау, граничивших с дерново-подзолистыми, бурыми лесными и серыми лесными почвами. Он также изучил горные серые лесные почвы, сформированные в бассейне рек Черного и Белого Июса, отметив их легкоглинистый иловато-пылеватый состав.
4 этап. Географическое распределение почв (1970 г.).
В 1970 году М.П. Смирнов и Н.И. Ильиных исследовали географическое распределение почв под парковыми лиственничными лесами на восточном склоне Кузнецкого Алатау. Они проанализировали влияние вертикальной поясности и климатических инверсий, классификацию и систематику почв, процессы формирования глубокооподзоленных (псевдоподзолистых) и бурых горно-таежных почв.
5 этап. Современные исследования почв восточного склона Кузнецкого Алатау и сопредельных территорий (2000-2024 гг.).
В последние годы интерес к почвам Кузнецкого Алатау, сохраняется, хотя исследования именно восточного склона проводятся эпизодически. Тем не менее, были выполнены работы, затрагивающие смежные районы, климатические и почвенно-экологические особенности региона, динамику почвенного углерода и кислотности.
Исследование Кулижскогог С.П. посвящено оценке современного состояния почв степной зоны юга Средней Сибири, в пределах которой расположен хребет Харатас, и разработке стратегии рационального землепользования. Работа охватывает вопросы деградации почв, формирования неполноразвитых профилей, влияния микроклиматических условий и карбонатного состава пород. Впервые предложены критерии классификации неполноразвитых почв, изучено влияние геологических разломов (например, Абакано-Ужурского) на миграцию элементов и обоснована необходимость функционального зонирования земель с учётом природной и антропогенной трансформации (Кулижский, 2002).
В статье Каллас Е.В. и Соловьёвой Т.П. приводятся результаты изучения автоморфных (чернозёмы, каштановые) и гидроморфных (луговые, солончаки) почв, сформированных в котловинах озёр Усколь и Горькое – территорий, аналогичных по природным условиям хребту Харатас. Авторы отмечают, что почвы этого района отличаются: низкой гумусированностью (3–5%); лёгким гранулометрическим составом; слабой структурностью и прочностью агрегатов; высокой карбонатностью и плотностью сложения; низкой устойчивостью к дефляции и пастбищной эрозии. Свойств почв обуславливают их уязвимость к эрозии и деградации. Поэтому авторы предлагают внедрить адаптивно-ландшафтные системы земледелия, ориентированные на защиту почв, сохранение плодородия и устойчивое землепользование (Каллас Е.В., Соловьёва Т.П., 2015).
В работе группы авторов анализируется состав органического вещества торфяных почв на различных высотах Кузнецкого Алатау. Исследование показало вариации содержания органического углерода и других компонентов в зависимости от высотного пояса (Ефремовой Т.Т. и др., 2018)
Валевич Т.О. и Мерзляков О.Э. изучили изменения лесорастительных свойств почв в трансформированных лиственничных лесах. Результаты показали, что хозяйственная деятельность приводит к изменению физических свойств почв и может влиять на восстановление лесных экосистем (2020).
Исследование Ефремовой Т.Т. и других авторов. посвящено мозаичности физико-химических свойств почв после пожаров на восточном склоне Кузнецкого Алатау. Авторы выявили значительные различия в свойствах почв в зависимости от микрорельефа и степени воздействия огня (2021).
Многочисленные исследования почв лиственничных лесов восточного склона Кузнецкого Алатау проводились О.Э. Мерзляковым 2009, 2012, 2018. В работах О.Э. Мерзлякова были рассмотрены особенности почвообразования под лиственничными лесами и формирования горных лесных почв.
2.Условия формирования почв северо-восточного макросклона хребта Харатас
2.1 Климат
Горный массив Кузнецкий Алатау расположен в глубине Азиатского континента, на значительном удалении от морей и океанов. Это обуславливает формирование климата, при котором летом наблюдается интенсивный прогрев земной поверхности, а зимой происходит быстрое выхолаживание. Такой климат относится к гумидному типу.
Хребет Харатас тянется с севера на юг между Кузнецкой котловиной и Минусинской впадиной. Он выполняет функцию природного щита, задерживая западные влажные воздушные массы, поступающие вглубь Сибири. При движении по западному склону эти потоки охлаждаются, теряют влагу, и, уже сухими и прогретыми, спускаются на восточную сторону. Поэтому восточные склоны получают значительно меньше осадков по сравнению с более влажной Кузнецкой котловиной (Бахтин, Орловский, 1971).
Климатические условия зависят и от высотной поясности. С увеличением высоты температура воздуха снижается примерно на 0,5 °С на каждые 100 метров. При этом увеличивается количество осадков, возрастает интенсивность солнечной радиация и влажность воздуха. В горах наблюдаются более резкие перепады температур в течение суток и сезонов, чем на равнине.
Наблюдения за климатом региона ведутся на ближайшей метеостанции Коммунар (номер метеостанции 29759), расположенной примерно в 35 км от горы Пустасхыл. Эта станция служит основным источником данных для оценки климатических условий в районе Кузнецкого Алатау.
Осадки в районе станции Коммунар отличаются сезонной неравномерностью и ярко выраженной годовой динамикой. В таблице 1 приводится сравнение годовых сумм осадков (в мм) по станции Коммунар в разные периоды. Данные для составления таблицы взяты на сайте rp5.ru и в справочнике по климату.
Из таблицы 1 видно, что в 20 веке годовое количество осадков составляло в среднем около 807 мм, что свидетельствует об избыточном увлажнении территории. При этом наибольшее количество осадков приходилось на летние месяцы: июль (105 мм), август (77 мм) и октябрь (111 мм). С начала XXI века наблюдаются значительные колебания. Так, в 2006 году выпало рекордное количество осадков (1833 мм), более чем в два раза превышающее показатели 20 века. В этот год особенно влажными были июль (127 мм), август (98 мм) и декабрь (1029 мм), что говорит о резких аномалиях атмосферной циркуляции.
В 2024 году суммарное количество осадков составило 1070 мм. Больше на 263 мм по сравнению с концом XX века и указывает на тенденцию к увеличению влажности в последние десятилетия. При этом структура осадков изменилась: в 2024 году больше всего выпало в мае (130 мм), июле (96 мм), октябре (132 мм).
Анализ среднего значения годовых осадков за период 2005-2025 гг. показывает уровень около 916 мм в год, и это также превышает климатическую норму XX века. Изменения могут быть связаны как с глобальными климатическими колебаниями, так и с локальными географическими особенностями района, в частности, влиянием хребта Харатас, который задерживает влажные воздушные массы на западном склоне.