Статья: Многолетняя динамика содержания гуминовых веществ в водах низинного болота в южно-таежной подзоне Западной Сибири

Проведенный корреляционный анализ показал отсутствие однозначных зависимостей, коэффициенты корреляции не только отличаются по величине, но и имеют разный знак (табл. 2). Так, например, лимитирующими факторами корреляционных зависимостей концентраций гуминовых веществ в болотных водах с температурой торфяной залежи, окислительно-восстановительным потенциалом в разные годы являются уровень болотных вод, температура воздуха или сумма атмосферных осадков. Однако, как правило, содержание гуминовых веществ в болотных водах определяется комплексом факторов окружающей среды.

Таблица 2. Матрица коэффициентов корреляции между концентрацией гуминовых веществ в болотной воде и гидрометеорологическими параметрами

Примечание. Знак «-» означает, что коэффициент корреляции по абсолютной величине меньше 0,1. Пустые ячейки означают отсутствие отбора образцов и измерения показателей.

Между тем практически в течение всего периода наблюдается средняя и высокая корреляция между температурой торфяной залежи и концентрацией гуминовых веществ, для гуминовых кислот в отдельных случаях выявлена обратная зависимость или ее отсутствие. Как отмечено, на содержание гуминовых веществ в болотных водах также оказывает влияние уровень болотных вод и сумма атмосферных осадков, температура воздуха. Увеличение температуры воздуха в целом способствует увеличению в большей степени концентрации фульвокислот и в меньшей степени гуминовых кислот.

Поступление атмосферных осадков, в одном случае, способствует увеличению концентрации фульвокислот в болотных водах в результате трансформации органических остатков и поступления их в раствор при снижении уровней болотных вод, в другом - происходят разбавление болотных вод атмосферными осадками и снижение концентрации веществ. Во влажные годы наблюдается высокая корреляция фульвокислот с уровнями болотных вод, тогда как в остальные годы коэффициент корреляции либо меняет знак, либо эта связь ослабевает. Поступление атмосферных осадков оказывает меньшее влияние на изменение концентраций гуминовых кислот. Как показали проведенные исследования, практически основным фактором, определяющим количество гуминовых кислот в болотных водах, является окислительно-восстановительный потенциал торфяной залежи болота. Влажность торфа влияет на содержание гуминовых веществ преимущественно в средние по влагообеспеченности годы. Многими авторами отмечается тесная корреляционная связь между окислительно-восстановительным потенциалом торфяной залежи и ее гидротермическим режимом [17], в частности с влажностью торфяной залежи [18], что, по нашему мнению, косвенно определяет концентрацию гуминовых кислот в болотных водах.

Заключение

Таким образом, торфяная залежь является многокомпонентной системой, где одновременно протекают реакции окисления и восстановления разной природы и с разными скоростями. Проведенный анализ многолетних изменений концентрации гуминовых веществ в водах низинного болота не выявил статистически значимых тенденций, однако отмечены некоторое уменьшение концентрации фульвокислот и увеличение гуминовых кислот. Корреляционный анализ позволил установить ярко выраженную зависимость между количеством гуминовых кислот и окислительно-восстановительным потенциалом торфяной залежи: при переходе от окислительных к восстановительным условиям концентрация гуминовых кислот возрастает. Тесная связь в отдельные годы отмечается с уровнями болотных вод, влажностью торфа, температурой торфяной залежи, температурой воздуха. В сезонной динамике содержания гуминовых веществ отмечено их закономерное увеличение только к концу периода вегетации (август - сентябрь). Именно в этот период формируются наиболее благоприятные условия для разложения растительных остатков и поступления органических веществ в водный раствор, что объясняется высокой микробиологической активностью прогретого 50-70-сантиметрового слоя и интенсивностью биохимических процессов в системе «торфяная залежь - болотные воды». Как правило, в периоды с более высокими температурами воздуха происходит накопление гуминовых веществ в торфяной залежи болот, а поступление их в болотные воды осуществляется при выпадении атмосферных осадков и увеличении уровня болотных вод. Таким образом, хозяйственное использование торфяных болот, повышение температуры воздуха будут способствовать увеличению содержания органических веществ в болотных водах, а также в подземных и речных водах региона. Поэтому мониторинг содержания гуминовых веществ в водах болот особо важен в условиях природно-климатических изменений и изучении вопросов устойчивости болотных экосистем.

Литература

1. Орлов Д.С. Почвенные фульвокислоты: история их изучения, значение и реальность // Почвоведение. 1999. № 9. С. 1165-1171.

2. Лиштван И.И., Базин Е.Т., Гамаюнов Н.И., Терентьев А.А. Физика и химия торфа. М. : Недра, 1989. 304 с.

3. Шварцев С.Л., Рассказов Н.М., Сидоренко Т.Н., Здвижков М.А. Геохимия природных вод района Большого Васюганского болота // Большое Васюганское болото. Современное состояние и процессы развития. Томск, 2002. С. 139-149.

4. Черняев А.М., Черняева Л.Е., Еремеева М.Н. Гидрохимия болот. Л. : Гидрометеоиздат, 1989. 429 с.

5. Савичев О.Г. Химический состав болотных вод Томской области (Россия) в естественном и нарушенном состояниях // Торф в решении проблем энергетики, сельского хозяйства и экологии : материалы Междунар. конф. Минск, 2006. С. 242-245.

6. Савичев О.Г., Базанов В.А., Скугарев А.А. и др. Водный и гидрохимический режим восточной части Васюганского болота (Западная Сибирь, Россия) // Известия ТПУ. 2010. Т. 316, № 1. С. 119-124.

7. Инишева Л.И., Дементьева Т. В., Головацкая Е.А., Порохина Е.В. Научно-исследовательский полигон «Васюганье». Программа научной экскурсии. Томск : ЦНТИ, 2003. 88 с.

8. Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л. : Гидрометеоиздат, 1970. 444 с.

9. Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод. М. : Наука, 1973. 376 с.

10. Инишева Л.И., Юхлин В.И., Зелингер Ф.Ф. Определение ОВП почв прибором ЭСК-1. Томск : Томский ЦНТИ, 1975. № 35-75. 2 с.

11. Инишева Л.И., Инишев Н.Г., Зелингер Ф.Ф., Юхлин В.И. Определение температуры почв и торфов терморезисторами ММТ-4. Томск : Томский ЦНТИ, 1975. № 36, 75. 4 с.

12. Наставления гидрометеорологическим станциям и постам. Л. : Гидрометеоиздат, 1990. Вып. 8. 201 с.

13. Инишева Л.И., Инишев Н.Г. Элементы водного баланса и гидрохимическая характеристика олиготрофных болот южно-таежной подзоны Западной Сибири // Водные ресурсы. 2001. Т. 24, № 4. С. 410-417.

14. Васюганское болото. Природные условия, структура и функционирование. 2-е изд. / под ред. Л.И. Инишевой. Томск : ЦНТИ, 2003. 212 с.

15. Инишева Л.И., Юдина Н.В. Торфогенез и гуминовые вещества // Тезисы докладов Третьей всероссийской конференции «Гуминовые вещества в биосфере». СПб., 2005. С. 31-32.

16. Тюремнов С.Н., Ларгин И.Ф. Изменение химического состава вод торфяных болот в зависимости от условий их залегания // Труды ГГИ. 1966. Вып. 135. С. 223-242.

17. Ларешин В.Г., Илюхин М.Н. Окислительно-восстановительные условия засоленных почв при избыточном увлажнении // Доклады ТСХА. 1970. Вып. 160. С. 75-84.

18. Орлов Д.С., Розанов Б.Г., Саакян С.Г. Образование железистых аккумуляций в долинах малых рек южной тайги // Почвоведение. 1970. № 7. С. 5-14.