В результате эрозии, выраженной на склоновых почвах, происходит вынос в отрицательные элементы рельефа органического вещества, минеральных элементов питания растений, ухудшение физико-химических и водно-физических свойств почвы. В регионах, подверженных техногенному загрязнению, водным стоком выносятся и токсичные элементы в т.ч. радиоактивный цезий. Из данных, имеющихся в литературе, следует, что величина и скорость выноса веществ зависит от комплекса факторов, таких как крутизна и экспозиция, форма, длина склона, механический состав почвы, характер подстилающих пород и растительного покрова. Определенное значение имеет чередование микропонижений и возвышенных участков на поверхности склона. Дифференциация всех явлений и факторов по длине склона способствует закономерному перераспределению в почве 137Cs как в латеральном, так и вертикальном направлении. По нашим данным в целинных почвах на пологом склоне наиболее высокая удельная активность 137Cs определяется в горизонте 0-20см в нижней части среднесклоновой микрозоны. Уровень радиации здесь в 3-5 раз выше, чем в слое 20-40см и в 6-9 раз, чем в слое 40-60см. Значения коэффициента вертикальной миграции выше в нижнесклоновой микрозоне, где скорость потока воды снижена, а количество воды больше, чем в выше расположенных микрозонах.
На склонах с более выраженной крутизной увеличивается скорость потока воды, в результате уровень активности 137Cs более резко колеблется по сопряженным участкам склона, хотя общая закономерность - более высокая концентрация цезия в слое 0-20см - сохраняется. Отличия заключаются в количественном отношении. Определенное влияние оказывает и экспозиция склона. По нашим данным, коэффициент корреляции между количеством 137Cs и гумусом для склонов южной и северной экспозиции, соответственно, равен 0,52 и 0,89. Процентное отношение уровня 137Cs в слое 0-20см в южном склоне ниже, чем склоне северной экспозиции и составляет от общего содержания в слое 0-60см, соответственно, 49 и 63 %.
На почвах, используемых в сельскохозяйственном производстве, наиболее динамичные процессы происходят в пахотном горизонте. Проведенные исследования на пологом склоне юго-восточного направления выявили следующие закономерности. Самые низкие значения 137Cs отмечаются в слое 0-20см в почве плакора, которое возрастает в среднесклоновой микрозоне, особенно в ее нижней части. В нижнесклоновой микрозоне и у подошвы склона уровень цезия снова уменьшается. Вертикальная миграция наиболее выражена в почве плакора. Из общего количества цезия в слое 0-20см более 70 % приходится на слои 5-10 и 10-20см. Распределение цезия в них практически равномерное. Подобная ситуация прослеживается вплоть до нижнесклоновой микрозоны, в которой доля цезия в слое ниже 5см уменьшается и составляет 64,8 %. В количественном отношении в почве подошвы данные идентичны: на слой 5-20см приходится 65,5 %. Но, в отличие от других микрозон, резко возрастает уровень цезия в слое 10-20см: почти 40 % от общего содержания в слое 0-20см. Естественно предположить, что это обусловлено накоплением воды, способствующей усилению вертикальной миграции радионуклида. Соответствующие исследования показали, что самая высокая влажность почвы в верхней части среднесклоновой микрозоны и в подошве склона. Но при этом, в первом случае наиболее увлажненным оказался слой 0-5см, во втором - 5-10 и 10-20см.
В результате движения и распределения воды на склонах формируются эрозионно-аккумулятивные процессы, об интенсивности которых можно судить по коэффициенту местной миграции (Км). Км определяют как отношение удельной активности 137Cs в почве ниже лежащей микрозоны к этой величине в выше лежащей микрозоне. Анализ полученных данных показал, что в слое 0-5см аккумулятивные процессы в наибольшей степени выражены в верней части среднесклоновой микрозоны и в нижнесклоновой микрозоне: Км, соответственно, равны 1,57 и 1,54. Эрозионные процессы в этом слое наиболее выражены в нижней части средней микрозоны и в подошве склона: Км, соответственно, равны 0,69 и 0,85. В первом случае эрозионные процессы обусловлены выносом вещества в латеральном, во втором - в вертикальном направлении. Повышенные количество и скорость движения воды в верхней части среднесклоновой микрозоны приводят к увеличению уровня 137Cs в нижней части этой зоны. В нижнесклоновой микрозоне скорость движения воды меньше, Км = 0,86, но отмеченное накопление радионуклида происходит за счет стока с выше лежащих участков. Определена зависимость Км 137Cs от значений Км Н2О: для слоя 0-5см r = 0,88, слоя 5-10см - r = - 0,02, слоя 10-20см - r = 0,27.
Полученные данные не только свидетельствуют о процессах вымывания и накопления 137Cs в почвах склона, но и характеризуют его микрорельеф, отражая микро повышения и микро понижения на местности.
Библиографическая ссылка
Громова В.С., Цвигун И.П. НАКОПЛЕНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ 137CS В СКЛОНОВЫХ ПОЧВАХ ЕСТЕСТВЕННЫХ И АГРОЛАНДШАФТОВ // Фундаментальные исследования. – 2005. – № 10. – С. 41-42;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=6683 (дата обращения: 19.04.2024).