эколого-геодинамические и эколого-ресурсные исследования заключались в маршрутных наблюдениях за спецификой современных геодинамических процессов, отборе образцов на содержание общего гумуса (%), определение проективного покрытия пастбищной растительности (%).
Лабораторные исследования включали: определения концентраций химических элементов в пробах почв, донных отложений, растительности эмиссионно-спектральным анализом, для проб из выявленных зон риска проводился атомно-адсорбционный и рентгено-флуоресцентный анализ (РФА) Метод мокрого сжигания по И.В.Тюрину использовался для определения общего содержания гумуса.
Эколого-геохимические исследования территории выполнены с учетом достижений в области теории и практики экологической геохимии (Алексеенко В.А., Гинзбург И.И., Касимов Н.С., Морозова И.А., Николаев Ю.Н., Самаев С.Б.); методических разработок по многоцелевому геохимическому картографированию (Буренков Э.К., Головин А.А.); опыта картирования эндемичных территорий ГЕОХИ РАН (Ковальский В.В., Ермаков В.В., Петрунина Н.С.); научно-методических и практических разработок в области эколого-геохимического картографирования (Ачкасов А.И., Беляев Г.М., Волочкович К.Л., Гуляева Н.Г., Гусев Г.С., Касимов Н.С., Косинова И.И., Барабошкина Т.А., Трефилова Н.Я. и др.).
Использованы критерии пороговых концентраций разработанные в ГЕОХИ РАН им. В.И. Вернадского при геохимическом картировании эндемичных территорий, научно-методические и практические разработки Школы эколого-геохимического картографирования МГУ им. М.В. Ломоносова, основанные на учение о геохимии ландшафта и работы коллектива лаборатории экологической геологии геологического факультета МГУ им. Ломоносова базирующиеся на учении об экологических функциях литосферы.
Эколого-геологические карты создавались в среде ArcView 3.2, с последующим выводом на печать. Основой для построения электронных карт являлись топографическая и тематические карты исследуемого района (масштаба 1:25000), а именно - геологическая, геоморфологическая, почвенная; карта растительности и ландшафтная карта (масштаба 1:50000). Кроме того, при исследовании эколого-геодинамических условий территории, в качестве основы использовались аэрофотоснимки, полученные из фондов геологической базы МГУ (Горный Крым, НУП им. проф. А.А.Богданова); проект внутрихозяйственного землеустройства колхоза имени Чапаева Бахчисарайского района Республики Крым, составленный Крымским Филиалом Института Землеустройства (масштаб 1:10000). Карты и снимки были оцифрованы автором с использованием пакета Photoshop 6.0, а затем загружены в систему ArcView 3.2.
Метод выделения эколого-геологических систем (типизация территории). В основу картографирования эколого-геологических условий бассейна р. Бодрак была положена такая таксономическая единица, как эколого-геологическая система (ЭГС) (Голодковская, Куринов, 1997; Трофимов, Зилинг, 2002). ЭГС были выделены по комплексу абиотических и биотических параметров. В легенде к карте эколого-геологических условий параметры ЭГС систематизированы в виде матрицы. В столбцах приведены геолого-геоморфологические данные (тектонические структура, комплекс и формация, возраст горных пород, рельеф, водоносный горизонт, четвертичные отложения), а в строках - показатели, определяющие интенсивность биологического круговорота (почвенный и растительный покров). Вид хозяйственного использования территории, охарактеризован через дополнительную индексацию (Ф11 - Ф61).
Каждому типу ЭГС присвоен уникальный номер в матрице, который в дальнейшем является сквозным при составлении всех аналитических разновидностей эколого-геологических карт:
В числителе индекса указаны геолого-геоморфологические особенности данной ЭГС и функциональная организация территории (тип землепользования), а в знаменателе - особенности почвенного и растительного покрова.
Результаты всех полевых и лабораторных исследований объединены в единую базу данных (БД), разработанную совместно кафедрами инженерной и экологической геологии, геохимии МГУ, на основе программного пакета . Расчет фоновых концентраций микроэлементов в почвах и растительности осуществлялся при использовании программы С.А. Воробьева .
База данных объединяет всю информацию, собранную о каждой ЭГС, как по фондовым данным, так и по результатам исследований автора (содержание микроэлементов в почвах, породах, растениях, а также координаты и местоположение точек отбора проб). Информация, вошедшая в базу данных, отражена в таблицах (табл. 1 - 3). Как видно из приводимой информации в таблице 1 охарактеризовано: местоположение точек опробования, рельеф, год, полевой номер и т.д.
Таблица 1. Местоположение точек пробоотбора |
Номер | Год | Объект | Полевой номер | Исполнитель | Местоположение | Рельеф | Координаты |
X | Y |
1 | 1998 | почвы | 1 | Берёзкин | плато Патиль | северо-западный склон | 198 | 122 |
202 | 2000 | почвы | K28_1_OL | Прошлякова-Барабошкина | c. Прохладное | 200 м к северу | 306 | 107 |
378 | 2002 | почвы | e14 | Ершов | овраг Встреч | устье | 413 | 105 |
В табл. 2 отмечены: лаборатория, проводившая аналитические работы, результаты лабораторных исследований, содержание микроэлементов (меди, цинка, свинца, никеля и т.д.) в почвах, породах, донных отложениях, растениях.
Таблица 2. Микроэлементы в почвах, породах, растениях |
номер | Объект | Лаборатория | Горизонтпочвы | Cu | Zn | Pb | Ni | Co | Cr | V | Mo | Mn |
1 | почвы | Александровская опытно-методическая лаборатория МПР | A1 | 30 | 50 | 15 | 15 | 8 | 10 | 30 | 5 | 600 |
202 | почвы | Лаборатория института химической кинетики и горения Сибирского отделения РАН | A1C | 30 | 50 | 20 | 30 | 15 | 40 | 60 | 6 | 800 |
378 | почвы | Лаборатория геологического факультета МГУ | А1 | 15 | 10 | 15 | 15 | 3 | 4 | 10 | 6 | 400 |
В табл. 3 указан возраст и преобладающий состав горных пород, особенности четвертичных отложений, почвенный и растительный покров (табл. 3).
Таблица 3. Основные компоненты эколого-геологических систем |
номер | Горные породы | Четвертичные отложения | Почвы | Растительность | Номер ЭГС на карте |
возраст | состав |
1 | K2bl-K2pr | Мергели-известняки | делювий | Литозёмы | Дубово-грабовый лес | 22 |
202 | K2bl | Мергели | делювий | Дерново карбонатные | Дубово-грабовый лес | 5 |
378 | K2bl-K2pr | Мергели-известняки | - - - | Литозёмы | Разнотравный луг | 21 |
Статистической обработке были подвергнуты данные по 136 точкам исследования, отобранным из общей базы данных по критерию полноты геохимической информации (содержанию меди, цинка, свинца, никеля, кобальта, хрома, ванадия, молибдена, марганца в почвах). Целью статистической обработки было количественное подтверждение влияния выбранных 9 факторов: карбонатность, механический и литологический состав, крутизна склона, горизонтальная и вертикальная расчленённость, содержание гумуса, мощность горизонта А1, проективное покрытие, залесённость территории, на распределение 9 микроэлементов в почвах. Использовались программные пакеты STATISTICA 6.0 и STATGRAPHICS 3.0.