АНАЛИЗ ДИНАМИКИ СОДЕРЖАНИЯ ИОНОВ ВОДОРАСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ НА ЛУГАХ НИЗКОГО УРОВНЯ ДЕЛЬТЫ РЕКИ ВОЛГИ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕНИЯ ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА

THE ANALYSIS OF SOLUBLE SALTS IONS ON THE TERRITORY OF THE VOLGA DELTA LOV LEVEL UNDER THE CONDITIONS OF THE HYDROLOGICAL CHANGES

М.В. Валов, А.Н. Бармин, М.М. Иолин

M.V. Valov, A.N. Barmin, M.M. Iolin 

Астраханский государственный университет

(Россия, 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1) 

Astrakhan State University

(Russia, 414000, Astrakhan, sq. Shaumian, 1)

e-mail: m.v.valov@mail.ru; abarmin60@mail.ru

По результатам мониторинга почвенного покрова на стационарном профиле в дельте реки Волги с 1979 по 2011 гг. проведен анализ динамики содержания водорастворимых ионов солей в слое почвы 0–15 см в условиях изменения гидрологического режима; рассчитана общая сумма солей, токсичность и отношение Cl/SО^2-₄  в водной вытяжке; по десятилетиям рассчитаны объём водного стока в створе Волгоградской ГЭС, процентная доля стока за второй квартал от общегодового.

According to the results of the Volga Delta soil profile cover monitoring (the period of 1979–2011 years) the analysis of salt water-soluble ions in the soil layer 0-15 sm in conditions of the hydrological regime change is fulfilled; the total amount of the salt toxicity and Cl^-/SО^2-₄   correlation in the water extract is calculated; the volume of water flow in the alignment of the Volgograd hydroelectric power station on decades and the flow for the second quarter from the total annual period are calculated.

Дельта р. Волги – это уникальный природный объект. Это пространство в Прикаспии имеет специфическую структуру, обладает особым составом и механизмами устойчивости, отличающимися от зональных. Ее средообразующая роль имеет глобальное значение. [7]

В связи с этим оценка состояния и изменения природной среды является крайне необходимой для устойчивого и экологически безопасного развития региона. Одной из важнейших составляющих данной оценки является организация и ведение почвенного мониторинга, который является необходимым звеном современного природопользования [6, 12].

В 1979 г. в дельте р. Волги в районе п. Володарский лабораторией луговедения АГПУ был заложен стационарный профиль. Начиная с 1979 г., на закрепленном реперами профиле периодически закладывались 496 площадок 2х2 м. После геоботанического описания в центре описанной площадки закладывался квадрат 1х1 м, по углам и в центре которого брались пробы почв. Эти пробы смешивались, и из общей массы отбирался средний образец. Отбор почвенных образцов на профиле проводился из верхнего слоя 0-15 см [9, 11].

В 1996 и последующих годах учеты на профиле были продолжены только на 126 площадках, поэтому детальный анализ динамики состава ионов в водной вытяжке мы проводим именно на этом количестве площадок.

С помощью нивелира была установлена высота всех точек над меженью реки и их положение относительно рейки расположенного вблизи водомерного поста в с. Большой Могой [10].

Важнейшим фактором, влияющим на количество солей в почвах дельты, является гидрологический режим и, прежде всего, характер весенне-летних половодий, которые в настоящее время искусственно регулируются. Поэтому в данном регионе большую важность имеют экологическое обоснование режима искусственного регулирования водного стока и слежение за последствиями такого регулирования. С 60-х годов XX в. и по настоящее время в бассейне реки Волги происходят существенные изменения гидрологического режима, что привело к коренному преобразованию экологической обстановки в регионе [2]. Во время половодий ежегодно происходят процессы засоления/рассоления в пойме и дельте, в зависимости от высотного положения конкретного участка. Длительность и обеспеченность затопления стационарных участков в дельте р. Волги тесно связана с их высотой над меженью [9]. И.А. Цаценкин схематически разделил луга поймы на три уровня в экологическом смысле: высокого, среднего и низкого уровня [13, 14]. В данной статье представлен анализ динамики водорастворимых солей на лугах низкого уровня (интервал высот 1,2 м и ниже).

Объёмы водного стока в дельте Волги до зарегулирования зависели от ритмики многолетней, межгодовой и сезонной изменчивости этой характеристики, подчиняющейся природному сочетанию определяющих факторов и антропогенных нагрузок. Средний объём водного стока за второй квартал за период с ненарушенным режимом составлял 141 км³ (58% от годового стока). В период с 1972 по 1971 гг. объём водного стока за второй квартал составлял 92,4 км³ (40% от годового стока) (рис. 1) [8].

Рисунок 1 Средний объём водного стока в створе Волгоградской ГЭС за второй квартал, км³ 

В периоды с 1982 по 1991 гг. и с 1992 по 2001 гг. происходит увеличение доли водного стока за второй квартал от общегодовой до 41% и 44% соответственно. В последнее десятилетие (период с 2002 по 2011 гг.) наблюдается снижение объёма водного стока за второй квартал до 98,3 км³, что составляет 40% от среднего годового стока [1].

Сопоставление ионного состава водных вытяжек за наблюдаемый период показало, что от 1981 г. к 2002 г. на лугах низкого уровня шло направленное уменьшение всех солей, которое совпало с увеличением водного стока р. Волги [12]. Но в 2006 и в 2011 гг., в связи с очень малым и низким половодьем, количество солей возросло вновь (рис. 2).

Рисунок 2 Динамика средневзвешенного содержания ионов из верхнего слоя почвы лугов низкого уровня

В 2006 году значение суммы солей приблизилось к значениям 1981 г., в 2011 г. произошло увеличение содержания общего количества солей по сравнению с 2002 г. в 2 раза, однако оно было меньшим, чем в 1979 г. [3, 4].

За счет уменьшения содержания иона хлора и натрия (рис. 3) токсичность почвенного раствора продолжала падать во все годы наблюдений и уменьшилась в 5 раз от 1979 к 2002 году (рис. 4) [12]. В связи с резким спадом объёма водного стока за второй квартал в 2006 и в 2011 гг. содержание иона хлора по сравнению с результатами 2002 г. возросло в 2,6 и 4 раза соответственно.

Рисунок 3. Динамика средневзвешенного содержания иона Cl из верхнего слоя почвы лугов низкого уровня 

Рисунок 4. Токсичность почвенного раствора верхнего слоя почвы лугов низкого уровня

Таким образом, в дельте р. Волги установлена обратная зависимость между объёмами весенне-летних половодий и содержанием водорастворимых солей в почвах лугов низкого уровня. При увеличении объёма водного стока за второй квартал происходит уменьшение содержания токсичных ионов в верхнем слое почвы в интервалах высот 1,2 м и ниже, что связано с преобладанием промывного гидрологического режима над выпотным [4]. В буферных зонах дельты Волги на лугах низкого уровня к настоящему времени тип засоления сменился с сульфатно-хлоридного на менее токсичный – сульфатный, что является благоприятным изменением  и в явном виде отражается на составе растительных сообществ [5]. Однако сокращение объёмов водного стока за второй квартал в период с 2002 г. и по настоящее время привели к обратной тенденции. Столь негативные для дельты реки Волги результаты указывают на необходимость корректировки режима работы Волгоградского водохранилища и приближения режима прохождения вод к естественному периоду [8]. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Бармин А.Н. Гидрометеорологические данные по Астраханской области / А.Н. Бармин, М.М. Иолин, Л. Хунас, М.Ю. Мамедов, Е.А. Бармина, М.Ж. Неталиев, Е.А. Колчин, И.С. Шарова, Н.С. Шуваев // Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2012620330. Правообладатель: ГОУВПО «Астраханский государственный университет» (RU) 2 апреля 2012 г.
2. Бармин А.Н. Эколого-антропогенные факторы Волго-Ахтубинской поймы / А.Н. Бармин, М.М. Иолин, И.С. Шарова, М.Ж. Неталиев, Л. Хунас, М.Ю. Мамедов, Т.А. Галкина // Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2012620752. Правообладатель: ГОУВПО «Астраханский государственный университет» (RU) 9 августа 2012 г.
3. Бармин А.Н. Экологические характеристики почвенно-растительного покрова дельты р. Волги / А.Н. Бармин, М.М. Иолин, Е.А. Колчин, Н.С. Шуваев, М.Ж. Неталиев, Е.А. Бармина, М.Ю. Мамедов // Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2012620598. Правообладатель: ГОУВПО «Астраханский государственный университет» (RU) 20 июня 2012 г.
4. Бармин А.Н. Динамика засоления почв в дельте реки Волги в связи увеличившимся водным стоком // Ученые записки IV-2: Естественные науки. Материалы по современным проблемам физической географии и экологии Астраханской области. Астрахань: Изд-во АГПУ, 1998. С. 39-48.
5. Бармин А.Н., Иолин М.М. Почвенно-растительный мониторинг лугов низкого уровня в дельте р.Волги // Эколого-биологические проблемы Волжского региона и Северного Прикаспия: материалы Рос. науч. конф., 19-20 окт. 1998 г. Астрахань: Изд-во АГПУ, 1998. С. 88-89.
6. Бармин А.Н. Анализ динамики содержания водорастворимых солей в почвах дельты реки Волги за 17 лет // Астраханский край: история и современность: материалы Всерос. науч. конф., 26-27 нояб. 1997 г. Астрахань: Изд-во АГПУ, 1997. С. 216-218.
7. Бармин А.Н., Нидзий А.А. Динамика водорастворимых солей в почвах дельты р.Волги в условиях зарегулированного стока // Тез. докл. науч. конф. АГПИ, 23 апр. 1996 г. Астрахань, 1996. С. 35.
8. Валов М.В. и др. Современные проблемы гидрологического режима низовьев реки Волги / М.В. Валов, А.Н. Бармин, Е.А. Бармина, Н.С. Шуваев // Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий: Материалы VI Междунар. науч.-практ. конф. (Астрахань, 23-24 мая 2013 г.). Астрахань: Издатель Сорокин Роман Васильевич, 2013. 182 с.
9. Голуб В.Б. Опыт использования прямого градиентного анализа растительности для оценки алгоритмов расчета физиологической активности почвенного раствора // Биол. науки. 1989. № 2. С. 90-96.
10. Голуб В.Б., Бармин А.Н. Некоторые аспекты динамики почвенно-растительного покрова дельты р. Волги // Экология. 1995. С. 156-159.
11. Голуб В.Б., Бармин А.Н. Дополнительные итоги многолетних наблюдений на стационарном профиле в дельте р. Волги // Экологические проблемы бассейнов крупных рек – 2. Тольятти: ИЭВБ РАН. 1998. С. 56-59.
12. Иолин М.М., Бармин А.Н. Современные тенденции динамики водорастворимых солей в почвах дельты р. Волги // Южнорос. вестн. геологии, географии и глобальной энергии. 2003. С. 83-87.
13. Цаценкин И.А. Растительность и естественные кормовые ресурсы Волго-Ахтубинской поймы в связи с зарегулированием стока Волги // Бот. журн. 1956. Т.41. № 3. С. 247-257.
14. Цаценкин И.А. Растительность и естественные кормовые ресурсы Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги // Природа и сельское хозяйство Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги. М.: Изд-во МГУ, 1962. С. 118-192.