Аннотация результатов, полученных в 2017 году
Работы по Проекту в 2017 – 2018 гг. можно объединить в 3 группы: полевые и лабораторные исследования, анализ результатов. В рамках полевых работ 21 августа – 6 сентября 2017 г. исследовано 5 ключевых участков, характеризующих: 1. Северотаежные ландшафты средней части бассейна р. Пур на аллювиальных супесях с островным распространением мерзлоты в пределах почвенного профиля с подзолами, подбурами и торфяными олиготрофными почвами. 2. Северотаежные ландшафты Обь-Пуровского междуречья на аллювиальных супесях с глубоким залеганием мерзлоты с подзолами и торфяными олиготрофными почвами; 3. Среднетаежные ландшафты юго-запада Среднеобской низменности на озерно-аллювиальных суглинках с дерново-подзолистыми почвами, глееземами и торфяными олиготрофными почвами. 4. Южнотаежные ландшафты западной части Тобольского материка на озерно-аллювиальных суглинках с дерново-подзолистыми глееватыми почвами и глееземами. 5. Подтаежные ландшафты севера Ишимской равнины на покровных суглинках с темно-серыми почвами и солодями. На 5 участках суммарно отобрано около 270 проб почв (с определением плотности сложения 50 образцов органогенных, органо-минеральных и минеральных горизонтов) и материнских пород, 400 – растительности (средние и мелкие ветки, а также листья (хвоя) карликовой березы, багульника, голубики, мирта болотного, пихты, сосны, ели; стебли и ветки хвоща, а также шикша, зеленая и бурая часть мхов Heliconium sp., Pleurosium Schreberi, Polytrichum sp., Rhytidiadelphus triquertus, Sphagnum sp.), 36 – почвенных вод и 14 почвенных монолита. Почвенные воды и растительность отобраны в пределах таежных участков. Большая часть проб кустарников, хвоща и мхов отобрана с фиксированной площади. Все образцы почв и растительности высушены до воздушно-сухого состояния при 40°С. В почвах определяли величину рН в суспензии, содержание углерода органических веществ, гранулометрический состав; в торфах и подстилках – потери при прокаливании. Катионно-анионный состав водной вытяжки солончаков исследован титриметрически и хроматографически. Подвижные формы металлов извлечены тремя параллельными вытяжками путем настаивания в течение суток: обменные – ацетатно-аммонийным буфером с рН 4,8, комплексные – ацетатно-аммонийным буфером с 1% этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА); непрочно связанные гидроксидами Fe и Mn – 1n азотной кислотой. Указанные работы проведены в Эколого-геохимическом центре географического факультета МГУ. Формы металлов определены масс-спектрометрически (ICP-MS) на геологическом факультете МГУ. В нижней части торфяной толщи торфяных маломощных почв краевой части болот северотаежных участков обнаружено обилие древесных угольков. По мере приближения к водоразделу глубина нахождения этого прослоя уменьшалась с 80 до 5 см. Для определения возраста пожаров (по радиоуглеродной датировке), после которых, как предполагается, началось интенсивное заболачивание территории, в лабораторию радиоуглеродного датирования и электронной микроскопии института географии РАН отдано 5 образцов угольков. В основных генетических горизонтах наиболее представительных разрезов глееземов, подзолов, светлоземов, солодей, дерново-подзолистых, темно-серых почв и черноземов в 73 образцах, а также 15 пробах илистой фракции почвенных вод из подзолов, подбуров, дерново-подзолистых и торфяных почв определен минеральный состав рентгенодифракционным методом. Неглинистые минералы (кварц и полевые шпаты) значительно преобладают над глинистыми минералами, что отражает сильное влияние физического выветривания при формировании изученных почв. Колебания в соотношении минералов незначительные и обусловлены, в первую очередь, локальными особенностями их формирования. В органоминеральных горизонтах тундровых глееземов, криоземов, подзолов и подбуров понижено содержание кварца и иллита относительно нижележащих минеральных и повышено – смектита и каолинита. Таежные светлоземы, дерново-подзолистые почвы и глееземы хорошо дифференцированы по минералогическому составу. В их органоминеральных горизонтах относительно породы повышено содержание каолинита. В средней части профиля (особенно в элювиальном горизонте) повышено содержание иллита и хлоритов. Темно-серые почвы и солоди севера Ишимской равнины также хорошо дифференцированы по минералогическому составу. В верхней части почвенного профиля повышено содержание минералов группы смектита. С глубиной возрастает содержание кальцита. Черноземы Западной Сибири слабо дифференцированы по минералогическому составу (по результатам минералогического анализа валовых проб). В 36 образцах почвенных вод определены величина рН, электропроводность и элементный состав методом ICP-MS. В двух образцах с высоким содержанием коллоидов элементный состав определен в коллоиде (центрифугате) и растворе (супернатанте). Состав взвеси почвенных вод сильно отличается от состава почв, в том числе и по сравнению с верхними горизонтами. Преобладающими минералами взвеси являются кварц и полевые шпаты. Но их содержание гораздо выше, чем в почвах и составляет в сумме до 70% и более. Содержание глинистых минералов сильно варьирует от образца к образцу: иллит – 4-13%, хлорит – 0-4%, смектит – 0-40%. В составе взвеси почв подчиненных ландшафтов доля каолинита больше (до 3-11%), чем во взвеси почв геохимических автономных ландшафтов, что подтверждает его педогенный генезис в присутствии органического вещества. Почвенные воды таежных ландшафтов на озерно-аллювиальных песках и суглинках очень кислые, с низкой электропроводностью. В водах торфяных горизонтов трех изученных ключевых участков содержание Sr, Pb, Cr, Co, Ni и Mn увеличивается по мере утяжеления гранулометрического состава почв междуречьи; Fe, Cu и Zn – уменьшается с севера на юг от северотаежных ландшафтов средней части водосбора р. Пур к Обь-Пуровскому междуречью и среднетаежным ландшафтам Среднеобской низменности. По мере увеличения глубины в почвенных водах увеличивается содержание Fe и Cr, уменьшается – Ca, Mn и Sr и остается неизменным – Co, Cu, Ni, Pb и Zn. Определены уровни валового содержания металлов в почвах: глееземах, дерново-подзолистых, подзолах, светлоземах, солодях, солончаках, темно-серых, торфяных и черноземах. В гумусовых, срединных и нижних горизонтах от тундровых почв к таежным, подтаежным и степным увеличивается среднее содержание обменных соединений Ca, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sr и Zn при смене промывного водного режима на периодически промывной и непромывной. Лишь в гумусовом горизонте этого ряда почв увеличивается содержание комплексных соединений Cu, Co, Ni, Pb и Fe за счет повышенной сорбции гуминовыми кислотами. Зональные особенности фракционирования сорбированных соединений Co, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, Sr и Zn не обнаружены. По подвижности (суммарной доле обменных, комплексных и сорбированных соединений) в изученных почвах металлы образуют ряд: Mn> Zn, Ni, Co, Pb, Cu> Ca, Sr> Fe> Cr. По соотношению подвижных соединений горизонты изученных постлитогенных почв Западной Сибири можно объединить в 5 групп: органогенные, верхние органоминеральные и элювиальные (включая гумусовые, элювиальные и подзолистые), срединные минеральные (кислые неоглеенные), аккумулятивно-карбонатный и глеевый. Для каждого из них выявлены преобладающие подвижные формы металлов почвах. Проанализированы нормативы содержания химических элементов в почвах России, Германии, Канады, Нидерландов и США. Разработанные в этих странах уровни предельно допустимых концентраций (ПДК) для металлов сравнивали с содержаниями, полученными для фоновых дерново-подзолистых, темно-серых почв и черноземов Западной Сибири. В России разработаны предельно допустимые концентрации (ПДК) химических элементов по общесанитарному, водно-миграционному и транслокационному показателям вредности, в Германии – общесанитарному и транслокационному, Нидерландах, Канаде и США – общесанитарному. Американская система нормирования содержания химических элементов в почвах наиболее близка к российским общесанитарным показателям, но в качестве тест-объектов дополнительно используются растения и животные. С учетом типичных уровней для фоновых почв мира, российские ПДК для валового содержания химических элементов адекватны в отношении Mn и V, американские – Co, Cu и Pb, голландские – Pb и Zn, канадские – Ba, Co, Ni, Pb, V и Zn, немецкие – As, Cr, Ni и Pb. Методически наиболее близкие российские и голландские нормативы валового содержания химических элементов сравнивали с уровнями, типичными для фоновых дерново-подзолистых глееватых, темно-серых почв и черноземов центра Западной Сибири. Использование голландских ПДК для Западной Сибири дает меньше случаев ложного загрязнения Pb, но во всех рассматриваемых почвах превышен уровень голландской ПДК для Ba. Ложное загрязнение фиксируется в гумусовом горизонте дерново-подзолистых глееватых почв по содержанию Zn, в текстурном и глеевом горизонтах – Cr, Cu и V, а также в большинстве проб темно-серых почв и черноземов – Cr, Ni и V. Для почв Западной Сибири использование российской ПДК дает меньше случаев ложного загрязнения V. Но в фоновых дерново-подзолистых глееватых почвах превышены уровни российских ПДК для Mn и Pb, накапливающихся на биогеохимическом барьере в гумусовом горизонте. Российские уровни ПДК подвижных форм металлов наиболее корректны в отношении Co, Cr, Cu, Ni и Pb. Уровни ПДК для подвижных соединений биофильных Mn и Zn занижены. Для верхней метровой толщи дерново-подзолистых глееватых почв Тобольского материка, темно-серых Ишимской равнины и черноземов Зауралья предложены фоновые уровни (подстрочные цифры – средние содержания в верхней метровой толще, мг/кг) содержания валовых (в скобках – подвижных – извлекаемых ацетатно-аммонийным буфером) Ba404–515, Co12–19(0,001–0,23), Cr143–188(0,001–0,72), Cu32–41(0,01–0,72), Mn423–874(0,09–64), Ni30–62(0,003–1,3), Pb18–27(0,003–0,87), V112–170 и Zn55–104(0,004–0,42).

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Работы по Проекту в 2018 – 2019 гг. можно объединить в 3 группы: полевые и лабораторные исследования, анализ результатов. В рамках полевых работ обследовано 6 ключевых участков небольших балочного и озерных водосборов с лесостепными ландшафтами на покровных суглинках, подстилаемых засоленными озерно-аллювиальными отложениями, Западной Сибири. Отобрано около 550 проб почв, 250 проб растительности и 20 проб почвенных и поверхностных вод озер. Почвы опробованы как из разрезов с получением образцов из фиксированного объема для последующего расчета плотности сложения, так и с помощью бурения. Растительные образцы представлены пробами сплошных укосов фитомассы и опада с фиксированной площади, а также пробами отдельных видов растений. На опорных точках, характеризующих основные элементарные ландшафты междуречья, склонов и локальных понижений, помимо стандартных образцов почв и почвообразующих пород получены большие образцы массой 0,5–1,0 кг для последующего выделения илистой фракции, а также при необходимости – субмикронной. Лабораторные работы. Все образцы почв и растительности высушены до воздушно-сухого состояния при 40°С. В почвах определяли величину рН в суспензии, содержание углерода органических веществ, гранулометрический состав; в торфах и подстилках – потери при прокаливании. Катионно-анионный состав водной вытяжки засоленных черноземов, солонцов, солодей и солончаков исследован титриметрически и хроматографически. Подвижные формы металлов извлечены тремя параллельными вытяжками путем настаивания в течение суток: обменные – ацетатно-аммонийным буфером с рН 4,8, комплексные – ацетатно-аммонийным буфером с 1% этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА); непрочно связанные гидроксидами Fe и Mn – 1n азотной кислотой. Указанные работы проведены в Эколого-геохимическом центре географического факультета МГУ. Формы металлов определены методом AES-ICP с контролем результатов в 10% проб методом ICP-MS в ИПТМ РАН. Минеральный состав ориентированных и неориентированных препаратов валовых образцов почв и проб илистой фракции основных генетических горизонтов наиболее представительных разрезов, характеризующих почвы автономных и подчиненных ландшафтов, изучен рентген-дифрактометрическим методом на геологическом факультете МГУ. Минеральный состав диагностирован посредством сопоставления экспериментальных и эталонных рентгенодифракционных картин спектров минералов из базы данных PDF-2 с количественными расчетами содержания выявленных фаз с помощью полнопрофильной обработки рентгенодифракционных картин по методу Ритвельда. В изученных почвах диагностированы смектит, альбит, каолинит, микроклин, кварц, иллит и смешанно-слойные минералы, хлорит, кальцит, гипс и галит. Результаты. Для приповерхностных горизонтов (AO, AU, AY, BF, BT, E, EL, G, H, T, TE, TO) по итогам компьютерной томографии (разрешение съемки 240 мкм) кернов ненарушенного сложения автоморфных (подзолы, дерново-подзолистые, темно-серые) и гидроморфных (солоди и торфяные) почв Западной Сибири рассчитаны основные морфометрические показатели порового пространства. В засоленных почвах лесостепи Западной Сибири и черноземах неглинистые минералы (кварц, плагиоклазы и полевые шпаты) преобладают над глинистыми минералами, что отражает большое участие в педогенезе физического выветривания. Колебания в соотношении минералов незначительные и обусловлены, в первую очередь, локальными особенностями их формирования. Среди глинистых минералов преобладают набухающие минеральные фазы: смектит и смешанослойные минералы (ССМ) ряда смектит-иллит с преобладанием смектитовых межслоев. Иллит, каолинит и хлорит имеют подчиненное значение. В лесостепи Западной Сибири контрастность изменения минерального состава уменьшается в ряду солонцы> солончаки> черноземы при высокой степени преемственности состава почв от состава материнских пород. Несмотря на общую схожесть распределения минералов по разрезам, для всех изученных почв характерно увеличение вниз по профилю доли смектита (с локальным максимумом в средней части профиля солончаков, черноземов и солонцов), ССМ (с локальным минимумом в средней части этих почв) и хлорита при уменьшении доли иллита, кварца и полевых шпатов. В черноземах, солончаках и солонцах не выявлено закономерного изменения по профилю содержания каолинита, доля которого может как уменьшаться, так и увеличиваться с глубиной. Максимальное содержание кальцита отмечено в горизонте BCA черноземов и солонцов, а также в поверхностных горизонтах и в зоне капиллярной каймы солончаков. Для основных горизонтов почв тундровых, таежных, подтаежных и лесостепных ландшафтов, изученных в рамках первого и второго года реализации проекта, выявлены ассоциации минералов, которые, преимущественно, наследуются от почвообразующих пород, что особенно ярко проявляется в подзолах, которым при абсолютном доминировании в минеральном составе кварца свойственно накопление ССМ и хлорита в горизонте BHF. Органогенные горизонты почв лесостепи Западной Сибири отличаются от органогенных горизонтов тундр, тайги и подтайги повышенным содержанием кварца, меньшей долей иллита и смектита, а также наличием значимых количеств кальцита. В суглинистых гумусовых горизонтах AY – AU – AJ почв ландшафтного ряда «тундра – тайга – подтайга – лесостепь»: -уменьшается содержание калиевых полевых шпатов с севера на юг; -содержание каолинита и смектита максимально в темно-серых почвах, уменьшаясь к северу и югу; -увеличивается с севера на юг содержание легкорастворимых и слаборастворимых минералов (в горизонте AJ появляется галит, а в AU черноземов и AJ солончаков – кальцит). При равном соотношении глинистых и неглинистых минералов горизонт EL солодей и солонцов отличается от горизонта EL подзолистых почв повышенным содержанием иллита и смектита, а также наличием кальцита. По сравнению с вышележащей элювиальной толщей горизонты BT и BI отличаются высоким содержанием глинистых минералов (что обусловлено, преимущественно увеличением доли смектита), и пониженным – кварца при возможном наличии доломита. В минеральном составе илистой фракции глееземов, подзолов, подзолистых, дерново-подзолистых, темно-серых почв и солодей неглинистые минералы (кварц, плагиоклаз, калиевые полевые шпаты и кальцит) имеют подчиненное значение (суммарно на них приходится 8 – 25%) относительно глинистых минералов, что отражает преимущественно педогенное происхождение вещества. Преобладает иллит и ССМ типа иллит – смектит. На долю иллита приходится до 11%. До 1% кальцита диагностировано в илистой фракции глееземов, подзолистых, дерново-подзолистых, темно-серых почв и солодей. Причем в верхней части профиля глееземов южной тайги с рН водным до 6,5 его содержание достигает 2%, а в нижней части темно-серых почв – 8%. По итогам сравнительного анализа систем нормирования содержания химических элементов в почвах Австралии, Германии, Канады, Китая, Нидерландов, Новой Зеландии, России, США, Финляндии, Чехии и ЮАР установлено, что нормативы содержания веществ в почве разрабатывают на основе нескольких входных параметров, среди которых наиболее важны: субъект нормирования, учет геохимического фона и риска канцерогенных эффектов, действия в случае превышения норматива, универсальность показателя. В зависимости от свойств почв нормативы содержания химических элементов дифференцированы в России, Германии, Китае и Чехии; в зависимости от функциональных зон – в Канаде, Германии, ЮАР, Китае, Австралии, Новой Зеландии и США. Синергизм негативного воздействия на биоту при полиэлементном загрязнении учитывается лишь в России и США, а антагонизм в усвоении поллютантов не рассматривается. Для совершенствования российской системы нормирования качества почв, а также научного обоснования разрабатываемых нормативов необходима почвенно-геохимическая съемка страны по регулярной сети с привлечением современных высокоточных методов анализа и последующим анализом валового элементного состава и содержания подвижных форм. Отечественная система нормирования качества почв может быть усовершенствована за счет применения местоспецифичного мониторинга, разработки нормативов для функциональных зон, обоснования нормативов для территорий с повышенным литолого-геохимическим фоном и актуализации имеющихся нормативов за счет гармонизации рекомендованных в середине XX в. методик и современных методов анализа почв. Определены наиболее значимые физико-химические факторы, влияющие на радиальное и латеральное распределение металлов и форм соединений в почвах катен Западной Сибири: -в почвах тундровых ландшафтов повышенное содержание тонких гранулометрических фракций (пылеватых и илистых) способствует росту содержания металлов и форм их подвижных соединений, а грубых (песчаных) напротив – уменьшению. Повышенная гумусность почв тундр приводит к увеличению содержания Pb, Ni и Zn. -в таежных ландшафтах наиболее ярко влияние гранулометрических фракций на радиальное распределение металлов и их соединений проявляется в текстурно-дифференцированных почвах и слабее – в глееземах и подзолах. Во всех обследованных минеральных почвах региона повышенная щелочность и гумусность способствуют росту валового содержания и форм Co, Cu, Mn, Ni, Pb и Zn и снижению содержания отдельных форм Cr, Fe и Sr. -в подтаежных и лесостепных ландшафтах влияние гранулометрического состава на радиальное и латеральное распределение металлов и форм их соединений в почвах имеет подчиненное значение относительно величины рН и содержания гумуса. В ряду органогенных горизонтов минеральных почв зольность увеличивается в ряду «типичная тундра – южная тундра – лесотундра – тайга», что связано с усилением биологического круговорота. По мере уменьшения продолжительности промерзания почв в ряду ландшафтов «типичная тундра – южная тундра – лесотундра»: -в органогенном горизонте почв уменьшается содержание обменных соединений Na, Mg, Ca и Sr, комплексных соединений Ca, подвижность Na, Mg, K, Ca, Ti, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Sr и увеличивается содержание обменных соединений Ba и Pb, комплексных соединений Al и Pb. -в гумусовом горизонте почв уменьшается содержание комплексных соединений Mg, Ca, Cu, сорбированных соединений Na, Cu и увеличивается содержание обменных соединений и подвижность Pb. -в минеральных горизонтах почв с нарастанием кислотности уменьшается содержание комплексных соединений Zn, подвижность Ti, Co, Ni, Zn и Sr. Повышенное засоление (оценка выполнена по показателю электропроводности) и содержание хлора способствует: -увеличению содержания соединений наиболее подвижных катионогенных элементов (Na, Mg, Ca, Sr, Pb), а также Cr, Fe, Cu; -уменьшению содержания комплексных соединений Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Pb. По связям между минеральным составом и уровнями содержания форм металлов изученные почвы Западной Сибири можно объединить в две группы: 1. Подзолы и (дерново-)подзолистые, 2. Темно-серые и черноземы, а также сопряженные с ними солоди и солончаки. Общей особенностью всех рассмотренных почв Западной Сибири является накопление в смектите Cr, сорбированного гидроксидами Fe и Mn; текстурно-дифференцированных почв (солодей, (дерново-)подзолистых и темно-серых) – уменьшение содержание комплексных соединений Fe и специфически сорбированных соединений Sr с ростом количества хлорита (вероятно, почвенного хлорита), аккумулирующегося в средней части почвенного профиля. Для подзолов и (дерново-)подзолистых почв свойственно накопление в смектите валовых Fe и Cr, а также сорбированных Fe и Co; в каолините – обменных Ca, Mn, комплексных соединений Fe, Co, Cu, Zn, Pb, а также сорбированных Co и Sr; в хлорите – сорбированных Fe и Cr. В этих почвах с ростом количества кварца значимо уменьшается содержание валовых Fe и Cr, обменного Ca и Sr, сорбированных Cr, Co, Cu, Zn, Pb. В почвах подтайги и лесостепи Западной Сибири совместно с иллитом увеличивается содержание комплексных соединений Cr; повышенное содержание хлорита способствует уменьшению содержания комплексных соединений Fe, Ni, Cu, Zn, Pb, сорбированных – Cu, Sr и Pb. В нижней части профиля почв подтайги и лесостепи в карбонатных горизонтах совместно с кальцитом значимо увеличивается содержание обменного Ca, Sr и Pb, комплексных соединений Sr, накапливающихся на щелочном геохимическом барьере. По уменьшению степени влияния на радиальное и латеральное распределение металлов минеральные фазы (диагностированные в значимых количествах во всех рассмотренных объектах) почв можно расположить в следующем порядке: хлорит> смектит, кварц> кальцит> каолинит> иллит, плагиоклазы, калиевые полевые шпаты.

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Получены валидные 3D-модели вещества органогенных (торфа и подстилки), органо-минеральных (горизонты AY и AU) и минеральных (BH, BF, E, EL, BT) горизонтов почв (подзолистые, подзолы, солоди, торфяные и темно-серые), необходимые для более надежного разделения фаз (почвенное органическое вещество различной степени разложенности, Fe-Mn конкреции, каменистые включения, крупные кутаны, опесчаненные и оглиненные участки) стандартных результатов компьютерной томографии почв ненарушенного сложения. Охарктеризованы зольность и элементный состав 23 видов растений Западной Сибири. По содержанию в золе торфов таежных ландшафтов Западной Сибири элементы образуют ряд: SiO2 >> Al2O3 > CaO, Fe2O3 > P2O5, SO3, MgO > > TiO2, Na2O >> MnO2, Ba > Zn, Sr > Zn, Cl, Pb, Cr, V, Ni, Cu, Rb > Co > Y, As, Nb > Th. В таежных ландшафтах Западной Сибири кислотность почвенных вод и электропроводность варьировали в пределах 3,1–4,4 и 22–130 мкСм/см соответственно. По содержанию в почвенных водах элементы образовали ряд: Ca, Si > K, Mg, Fe, Na, Al >> Mn, Sr, Zn > Ni, Cu > Pb, Co, As. В почвенных водах с севера на юг в пределах таежных ландшафтов Западной Сибири содержание As, Ba, Cd, Co, K, Mo, Mn, Ni, Pb, Rb, Sr, Si и V уменьшается (уровень значимости <0,05) с незначимыми различиями по Al Ca, Cr, Cu, а также Fe, Mg, Na, Ti и Zn. Для Западной Сибири охарактеризованы особенности изменения элементного и минерального состава илистой фракции почв 1. В изученном зональном ряду почв выявлены следующие особенности минералогии илистой фракции: -В почвообразующих породах (карбонатных лессовидных суглинках и древних озерно-аллювиальных суглинках и песках) содержание глинистых минералов слабо отличается. С севера на юг уменьшается содержание кварца (а также при утяжелении гранулометрического состава) и увеличивается содержание кальцита. -В срединных горизонтах (элювиальных и иллювиальных) содержание глинистых и неглинистых минералов наследуется от пород. С севера на юг уменьшается содержание смектита и увеличивается доля смешанно-слойных минералов группы иллит-смектит. -В гумусовых и органо-минеральных горизонтах с севера на юг уменьшается содержание кварца. Содержание каолинита максимально в песчаных подзолах и понижено в суглинистых почвах при обратной тенденции для смешанно-слойных минералов. 2. В изученном зональном ряду почв выявлены следующие особенности элементного состава илистой фракции: -В почвообразующих породах с севера на юг увеличивается содержание щелочных (Li, K, Cs) и щелочноземельных металлов (Ca, Sr) и уменьшается – ряда макроэлементов (Na, P, S, Mn, Fe), тяжелых металлов (Cr, Ni, Mo, Ag, W, Pb и редких земель) при несущественных различиях оставшихся элементов. -Элементный состав срединных горизонтов слабо отличается в почвах разных природных зон. К югу увеличивается лишь содержание щелочных металлов (Li, K и Rb) и уменьшается – Co и Ba. -Гумусовые и органо-минеральные горизонты изученных почв хорошо отличаются по элементному составу. С севера на юг увеличивается содержание широкого спектра макро- (Mg, Al, Ca, Ti, K, Fe) и микроэлементов (Li, Be, Sc, V, Co, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Cs, Ba, Tl, Th и редкие земли), уменьшается – Cr и остается неизменным для Na, P, S, Mn, Cu, Bi, Mo, U, Sn, Sb, W, Pb Илистая фракция солодей подтайги Западной Сибири является важным носителем возраста органического вещества почв: Выполнены сопряженные AMS и LSC датировки возраста органического вещества илистой фракции и валового образца основных генетических горизонтов (AY, AU, EL, BT и Cca) солодей подтайги Западной Сибири. В солодях серогумусовых и темно-гумусовых северной части Ишимской равнины (рН растет с глубиной от 6,4 до 7,7 и от 5,8 до 7,3 соответственно), сформировавшихся на локальном понижении междуречья и сопряженном с ним днище балки, возраст илистой фракции и валовых образцов с одной и той же глубины отличается в 2 раза. Органическое вещество в илистой фракции гумусового горизонта оказалось существенно старше (700 – 900 лет), чем органическое вещество валового образца (320 – 450 лет), из которого эта фракция выделена. Илистая фракция по всему профилю серогумусовой солоди существенно старше илистой фракции темногумусовой солоди при близком уровне значений в горизонтах A, EL, BT и Cca. Возраст органического вещества илистой фракции из почвообразующих карбонатных лессовидных суглинков солодей составляет 6,5 – 7,9 тыс. лет, что соответствует современным представлениям о времени обсыхания третьего Мансийского озера. Разработана классификация катен лесостепи Западной Сибири Для лесостепи Западной Сибири создана первая в своём роде карта доминирующих ландшафтных катен, а также разработана типизация ландшафтных катен этого региона. Выделено 38 вариантов ландшафтных катен, среди которых доминируют катены с черноземами под разнотравно-злаковыми лугами и темно-серыми почвами под разнотравно-злаковыми лугами и подтаежными осиново-березовыми лесами на повышенных элементах рельефа. Разнообразие ландшафтных катен максимально на наклонных и ступенчатых равнинах и минимально на наиболее приподнятых восточной и западной частях лесостепи Западной Сибири. Выделено 3 пары катен со сходным набором и последовательностью почв, но различающихся генезисом почвообразующих пород или типом рельефа (две пары) и гранулометрическим составом (одна). Состав растительности и почв очень тесно коррелируют друг с другом: только 3 пары катен с одинаковым почвенным покровом отличаются по составу растительности. Различие заключается в выпадении в катенах березово-осиновых ассоциаций в понижениях, занятых солодями, или связано с произрастанием подтаежных лесов с высокотравьем на катенах с серыми почвами на повышенных элементах рельефа на востоке лесостепи Западной Сибири. Разработанная типизация ландшафтных катен лесостепи Западной Сибири верифицирована данными полевых исследований на 7 ключевых участках. Почвы и растительность, обнаруженные по результатам полевых исследований, соответствуют доминирующим ландшафтным катенам соответствующих территорий. Разработаны обобщенные модели радиальной и латеральной дифференциации почв катен тундры, тайги, подтайги и лесостепи: В тундре Западной Сибири преобладают слабоконтрастные транслокационные катены, переходные к аккумулятивным. В тайге доминируют очень контрастные по латеральному распределению химических элементов и их форм катены выщелачивания. В лесостепи Западной Сибири встречается две группы катен: 1. в пределах открытых геохимических арен – транслокационные катены со слабой контрастностью дифференциации по содержанию химических элементов и их форм, 2. в пределах закрытых геохимических арен – аккумулятивные катены, контрастно дифференцированные по содержания химических элементов и их форм. В степях Ергенинской возвышенности сопряжения с солонцами на микроповышениях и каштановыми почвами микропонижений являются транслокационно-растворовыми микрокатенами по классификации (Sommer, Schlichting, 1997), а сопряжения почв «междуречье→днище потяжины» - катенами выщелачивания. В каштановых почвах и солонцах подвижные B, Ca, K, Na, Mg и Sr находятся преимущественно в виде карбонатных соединений или сорбированы последниим. Во фракционно-групповом составе биофильных Mg, P и Si, а также Al, Ba, Cr, Fe и Sr повышена доля комплексных соединений. В черноземах однолетние растения слабо меняют элементный состав ближней зоны ризосферного пространства. Химический состав ризосферного пространства черноземов слабо меняется под действием однолетних злаков и многолетней травосмеси. Степень преобразования элементного состава ризосферного пространства агрочерноземов Плавского плато уменьшается в ряду растений: соя> пшеница, козлятник > кострец при незначимости различий валового содержания элементов и их подвижных форм в ближней и дальней зонах ризосферы этих растений. По валовому содержанию ближняя зона почвы в ризосферном пространстве пшеницы обедняется во фракции агрегатов диаметром менее 0,25 мм Mn< Fe, Zn, Co, Cu < Cr, Ni, Pb. В ближней зоне ризосферы козлятника увеличивается содержание Zn>Cu>Fe, Ni, Pb>Mn >Sr во фракции агрегатов 2-0,25 мм. У сои и костреца различия между элементным составом почв ближней и дальней зон ризосферы несущественны. В ближней зоне ризосфере пшеницы содержится больше подвижных форм P, K, сои – Fe, K и Mg, у растений травосмеси – P, K, Mg. (Лесо)тундровым криоземам, подбурам и глееземам Западной Сибири свойственна преимущественно элювиальная дифференциация. Торфяные почвы тайги характеризуются пониженным валовым содержанием тяжелых металлов и трех их подвижных форм в верхней части почвенного профиля относительно нижней. Подзолистые почвы на древних озерно-аллювиальных суглинках выделяются преимущественно элювиальной дифференциацией по валовому содержанию большинства металлов за исключением отдельных подвижных форм соединений биофильных Mn, Zn и Ni, аккумулирующихся на биогеохимическом барьере в верхней части почвенного профиля. Подзолы тайги характеризуются исключительно элювиально-иллювиальной дифференциацией по валовому содержанию и подвижным формам всех изученных металлов (при крайне низком абсолютном содержании) со слабым накоплением на биогеохимическом барьере подвижных соединений Mn, Co, Zn, Ni, Cu. Черноземы лесостепи характеризуются элювиальной дифференциацией валового содержания и обменных соединений изученных металлов (а также всех форм Ca) при накоплении на биогеохимическом барьере комплексных и сорбированных соединений Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pb. Впервые охарактеризовано положение на дереве жизни растений-гипераккумуляторов ТММ и ПАУ С уровнем значимости 5% выявлено 4 «привлекающиеся» пары поллютантов (Cd – Zn, Pb – Zn, Co – Cu, Cd – Pb) и 6 «отталкивающихся» пар (Cu – ПАУ, Co – Cd, Co – ПАУ, Ni – ПАУ, Cu – Ni, Mn – ПАУ). Все 3 пары металлов, которые могут быть объединены из Cd, Pb и Zn являются «притягивающимися». Среди этих элементов только Zn необходим для растений, а переносчики Zn из почвы в корни растений хорошо известны. Возможно, что транспортеры Zn могут ошибочно переносить и Pb, и Cd. Но это необходимо проверять экспериментально, хотя доподлинно известно, что Cd, Pb и Zn переносятся в вакуоли с помощью HMA3, который экспрессируется главным образом в корнях. Другая «привлекающаяся» пара металлов – Co-Cu, участвующих в реакциях Фентона и дыхании клеток, входящих в ферменты растений в качестве кофакторов. Среди «отталкиваемых» загрязнителей обращает на себя внимание отталкивание на филогении гипераккумуляторов ПАУ и переходных металлов (Cu, Co, Mn, Ni), способных катализировать метаболизм ПАУ. Возможно, что в случае одновременного поступления этих металлов и ПАУ в растениях происходит разрушение последних. Другая и наиболее вероятная причина заключается в том, что эти металлы и ПАУ редко обнаруживаются в почвах в высоких концентрациях одновременно. Из 15 изученных загрязнителей Co, Cu, Mn и Zn являются важными элементами для растений. Примечательно, что они чрезмерно накапливаются родами, которые значительно сгруппированы на филогенетическом дереве. Для растений-гипераккумуляторов Ni, Cu, Zn выявлен самый большой NRI, а для гипераккумуляторов Au, ПАУ и As – самый низкий NRI. Пять загрязнителей с самым низким NRI (Cr, Se, Au, ПАУ и As) слабо подвижны в почвах.